3.1细胞膜的结构和功能课件高一上学期生物人教版必修12

水（70%~90%）蛋白质（7%~10%）糖类和核酸（1%~1.5%）脂质（1%~2%）组成细胞的主要化合物及相对含量无机盐（1%~1.5%）将组成细胞的物质等比例放入烧杯，能不能完成各项生命活动？不能。组成细胞的物质必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。——翟中和院士细胞的基本结构是怎样的呢？细胞的各种结构又是怎样协调配合，共同完成生命活动呢？细胞的基本结构第3章材料用具：苋菜、冷水、开水、烧杯、玻璃棒实验步骤：①②取2只烧杯，编号A、B，向两只烧杯中各加入15片红色苋菜叶。小实验：观察苋菜在冷水和开水中的变化向A、B烧杯中分别加入200mL的冷水和开水，用玻璃棒搅拌，观察现象。B(开水)组A(冷水)组为什么冷水浸泡苋菜，水的颜色不变，而开水浸泡苋菜，水变红？思考：活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。沸水破坏了红苋菜细胞的细胞膜，使其失去了控制物质进出的功能，则细胞内的色素释放到细胞外进入烧杯中的水中。第1节细胞膜的结构和功能本节聚焦细胞膜有哪些主要功能？流动镶嵌模型的基本内容是什么？你对科学的过程和方法有哪些领悟？本节目标对细胞膜结构的探索细胞膜的功能0102对细胞膜成分的探索03流动镶嵌模型的基本内容04国家的边界：边防线等人体的边界：皮肤和黏膜一个系统总有它的边界细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是什么？细胞膜，也叫质膜。细胞膜作为细胞的边界，它在细胞的生命活动中起什么作用？01细胞膜的功能请阅读课本P40-41并思考：1.细胞膜有哪些功能？2.细胞间的信息交流有几种方式？一、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开推测的原始海洋景观图细胞膜保障了细胞__________的相对稳定。内部环境使细胞成为___________的系统。相对独立一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能2.控制物质进出细胞相对性营养物质细胞不需要的物质细胞分泌物(抗体和激素）代谢废物有用成分环境中的有害物质可能进入；病毒、病菌的侵入，使生物体患病。不可出可进可出不易进选择通过性问题探讨

鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出的功能。细胞质纤毛细胞膜细胞壁鞭毛核糖体拟核思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是最外层的细胞壁？细胞壁主要对细胞起支持和保护作用，具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以不是细胞的边界。青蛙会排出精子和卵细胞在水中受精形成受精卵，当青蛙的卵细胞遇上鱼类的精细胞还会发生受精作用吗？3、进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能当然不会。在细胞膜上有一种叫糖蛋白的物质，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。只有同种精细胞和卵细胞才能相互识别和结合，完成受精作用。靶细胞发出信号的细胞与膜结合的信号分子膜上接受信号分子的受体相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。演示强调：只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。（1）直接交流：细胞膜的接触细胞间的信息交流方式激素血液靶细胞内分泌细胞受体：蛋白质（2）间接交流：细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。细胞间的信息交流方式胞间连丝（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息。植物细胞通过胞间连丝相互连接（交换物质，交流信息）。细胞间的信息交流方式思考：细胞间的信息交流都依赖于受体吗？

不一定需要受体，如高等植物细胞之间的胞间连丝。细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流间接交流直接交流通道交流课堂小结受体(1)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入(

)(2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用(

)(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(

)×√×1.辨析易错易混随堂巩固2、将小麦种子浸泡在红墨水中10分钟后，取出剖开，发现胚为白色，胚乳为红色，这说明（

）

A．胚成活，胚乳已死亡

B．胚已死亡，胚乳成活

C．胚和胚乳均成活

D．胚和胚乳均死亡A随堂巩固3.下列不属于细胞间信息交流方式的有（）A.精子和卵细胞相互接触完成受精作用B.内分泌细胞分泌的激素经血液运输并作用于组织细胞C.细胞膜将细胞与外界环境分隔开D.植物细胞间有胞间连丝，是植物细胞进行信息交流的方式C随堂巩固02对细胞膜成分的探索二.对细胞膜成分的探索

阅读教材42-43页第一段关于“对细胞膜成分的探索”相关内容，请思考：1、欧文顿通过实验，对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？2、制备细胞膜选择什么材料？原因是什么？3、磷脂分子有什么特点？磷脂分子在细胞膜中如何分布？4、细胞膜的化学成分有哪些？如何鉴定？二、对细胞膜成分的探索细胞膜是由脂质组成的【资料1】欧文顿用500多种物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？植物细胞膜易溶于脂质的物质不易溶于脂质的物质实验结果：相似相溶最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？二、对细胞膜成分的探索最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析得出的一种假说。（欧文顿的穿模实验）【资料2】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析。为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？①无细胞壁，细胞容易吸水涨破；②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。二、对细胞膜成分的探索科学家利用制备的细胞膜进行成分分析的结果是什么？细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。头部(亲水)尾部(疏水)磷酸甘油脂肪酸结构图模型示意图磷脂分子的结构特点:【资料3】1917年，朗缪尔把溶有膜脂的挥发性溶剂倾倒在水面，溶剂挥发掉，而脂类分子可以在水面上铺开成一层。二、对细胞膜成分的探索磷脂分子在水-空气界面的分布根据磷脂分子的特点，推测出磷脂在水-空气界面上的排布方式。水空气水空气水空气水空气DCAB单层脂质分子面积2×红细胞表面积空气—水界面磷脂分子排列为单层细胞膜中磷脂分子排列为双层【资料4】1925年，戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞提取脂质,测得红细胞中脂质铺成单分子层后，面积恰为红细胞表面积的2倍。二、对细胞膜成分的探索磷脂分子形成两层分子。亲水头部分别在两侧朝向外部的水溶液。疏水尾部相对排列在内部。细胞膜的两侧都有水存在，试画出两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？磷脂分子在细胞膜中的分布水水不是,大大超过2倍，因为肝细胞具有细胞膜、细胞核和多种具膜的细胞器。思考将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？二、对细胞膜成分的探索【资料5】1935年，英国学者丹尼利(J.fDanielli)和戴维森(H.Davson)研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。二、对细胞膜成分的探索因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。成分红细胞膜肝细胞膜心肌细胞膜磷脂55%40%24%蛋白质约40%约59%75%糖类5%微量微量【资料6】科学家陆续测定了不同细胞的细胞膜的成分及含量仔细比较上面表格中不同细胞膜的成分，能说明什么问题？细胞膜中，除了磷脂还含有蛋白质,还含有少量的糖类。二、对细胞膜成分的探索__________（约50%）__________（约40%）主要成分____________（约2%~10%）________（主要）_________（主要是动物细胞膜具有）脂质蛋白质糖类磷脂胆固醇蛋白质的_______与________决定细胞膜功能的复杂程度。种类数量细胞膜成分的小结：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。与生活中的联系：癌症——21世纪的“第一杀手”细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。脂质和蛋白质等成分如何组成细胞膜的呢？03细胞膜结构的探索三.细胞膜结构的探索

阅读教材43-44页相关内容，思考以下问题：1、罗伯特森提出了细胞模型的假说内容是什么？2、细胞膜是静态的观点不能解释哪些现象？3、1970年，科学家做的荧光标记的小鼠细胞和人细胞

融合实验说明细胞膜具有什么特点？观察到：细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构提出模型：所有细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层统一的静态结构构成。【资料7】1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜的清晰的暗—亮—暗的三层结构。三.细胞膜结构的探索

蛋白质电子密度高显黑色发暗，磷脂分子的电子密度低发亮。变形虫摄食纤毛虫

20世纪60年代后，人们提出质疑：如果细胞膜是静态的，无法实现细胞膜的功能，也无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象细胞分裂（荧光标记技术）融合细胞细胞融合37℃40min正在融合的细胞红色荧光染料标记膜蛋白绿色荧光染料标记膜蛋白人细胞小鼠细胞这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。实验结论：细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的。三.细胞膜结构的探索

【资料8】1970年，荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验【资料9】1972年辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）总结提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。三.细胞膜结构的探索

实验、推理和想象提出假说实验验证建构模型修正模型

最初依据实验现象和已有的知识和信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接收或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。科学方法提出假说04流动镶嵌模型的基本内容阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答下列问题：1.细胞膜主要是由什么构成的？

2.细胞膜的基本支架是什么？

3.蛋白质在细胞膜上如何分布？4.细胞膜具有流动性的原因是什么？5.什么叫糖蛋白？有什么功能？四、流动镶嵌模型的基本内容2.磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。四、流动镶嵌模型的基本内容1.细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被3.蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。四、流动镶嵌模型的基本内容磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被4.细胞膜的外表面还有糖类分子，和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被四、流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的结构特点------具有一定的流动性构（1）原因：构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。（2）意义：细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。细胞膜的结构特点------具有一定的流动性（3）膜的流动性主要受温度影响，一定温度范围内，温度越高，流动性越强。但超过一定范围，膜结构会被破坏。细胞膜的结构特点------具有一定的流动性磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被（4）实例：人和小鼠细胞融合实验、变形虫的运动、白细胞吞噬病菌等。白细胞吞噬细菌细胞膜的结构特点------具有一定的流动性既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。思考（P45)

细胞膜的功能特性——选择透过性构成（1）结构基础：膜上具有转运蛋白（2）意义：控制物质进出细胞1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(

)(2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。(

)(3)细胞膜的成分是恒定不变的。(

)(4)荧光染料标记人鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性。(

)(5）功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量相对越多。(

)×××√√随堂巩固2、在组成细胞膜的脂质中，最丰富的是（

）A、脂肪

B、固醇

C、磷脂

D、维生素DC随堂巩固3、细胞膜的成分中起支架作用和细胞识别作用的物质分别是（

）A．淀粉和纤维素

B．纤维素和果胶C．磷脂和糖被

D．蛋白质和磷脂C4、上图是细胞膜的结构模型示意图，①表示是

，是细胞膜的

。②表示

，细胞膜上的这种物质种类和数量越多，说明其功能越

。③表示

，由

构成，与细胞识别等功能有关。磷脂双分子层基本支架蛋白质分子复杂糖蛋白蛋白质和糖类随堂巩固细胞膜（质膜）流动镶嵌结构模型将细胞和外界环境分开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流磷脂双分子层构成膜的基本支架蛋白质镶嵌在磷脂双分子层上构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动磷脂蛋白质糖类功能成分糖被主要内容普遍认可的结构模型构成主要和贯穿型蛋白质有关课堂小结一、概念检测1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。()(2)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。()(3)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下个空洞。()×××练习与应用2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是()A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜B.由于磷