细胞膜的结构和功能课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第三章细胞的基本结构第1节

细胞膜的结构和功能细胞细胞质细胞膜细胞核【思考】科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。此实验说明了什么？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的边界：细胞膜（质膜）膜的主要成分是脂质和蛋白质细胞膜的成分细胞膜的成分

（约50%）

（约40%）:

（约2%—10%）：形成糖蛋白或糖脂，在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_____和______越多.

（主要）

（动物细胞膜）种类数量糖类脂质蛋白质磷脂胆固醇与生活中的联系：癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关,如产生甲胎蛋白.癌胚抗原,糖蛋白减少等。癌症——21世纪的“第一杀手”烧烤食物油炸食物霉变食物吸烟细胞膜的功能功能①：将细胞与外界环境分隔开。膜的出现是生命起源过程中至关重要阶段产生了原始的细胞营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）抗体、激素等细胞合成并分泌废物（CO2、尿素等）细胞代谢产生

细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。功能②：控制物质进出细胞。细胞膜的功能

功能特性：选择透过性×

请思考为什么用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红？可能原因是什么？

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？体现了细胞膜的什么功能特点？2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应具有什么功能？细胞膜具有选择透过性，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选择透过性控制物质进出细胞细胞膜失去选择透过性，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。细胞分泌的化学物质，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。（1）通过

传递信息化学物质内分泌细胞靶细胞激素血管受体细胞膜的功能功能③：进行细胞间的信息交流。间接交流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。（2）通过

传递信息细胞膜直接接触发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子受体细胞膜的功能功能③：进行细胞间的信息交流。直接交流相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。（3）通过

传递信息细胞通道（胞间连丝）细胞膜的功能功能③：进行细胞间的信息交流。高等植物细胞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接触传递通道传递物质传递说出下列各实例分别体现了细胞膜的哪项功能：1.新鲜的苋菜叶泡进凉水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁；2.莲“出淤泥而不染”；3.没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开?说明了其有什么功能？4.鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉?

手碰到火，为什么手臂的肌肉会收缩？

控制物质进出细胞控制物质进出细胞将细胞与外界环境分隔开进行细胞间的信息交流1、成分：纤维素和果胶3、特性：具有全透性2、功能：支持和保护思考：植物细胞最外面是细胞壁，但植物细胞的边界是细胞膜而不是细胞壁，这是为什么呢？细胞壁具有全透性，并不能控制物质进出细胞。无法在细胞壁内制造一个稳定的内部环境，所以不是真正的边界。细胞壁具有全透性，无法在细胞壁内制造一个稳定的内部环境，因此细胞壁不是细胞的生命系统的边界。细菌细胞壁肽聚糖植物细胞壁纤维素和果胶真菌细胞壁几丁质☆溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。拓展：细胞壁的成分与功能19世纪末，欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性实验不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜从实验现象能推测出什么结论呢？膜是由脂质组成实验一细胞膜成分的探索20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物成熟的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：实验二

结论：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中

的含量最多。磷脂哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和其它众多的细胞器，可以避免其它膜结构的干扰，提取较纯正的细胞膜。【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。亲水的头疏水的尾磷脂分子的结构【思考】

磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？水空气1925年两位荷兰科学家用丙酮从一定数量的红细胞中抽提脂类，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。实验三脂质分子必然排列为连续的两层人体组织细胞细胞外（水环境)细胞内（水环境）细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？水水A水水B水水C亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水水水1935年，科学家用蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）作于细胞膜时，发现细胞膜被溶解。

结论：

。细胞膜上有蛋白质实验四1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜呈清晰的暗-亮-暗三层结构

蛋白质在细胞膜上如何分布？

提出假说：细胞膜由“

”三层结构构成蛋白质-脂质-蛋白质实验五变形虫摄取酵母菌出芽生殖不合理：细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。白细胞追杀细菌细胞分裂技术推进：冰冻蚀刻技术+电镜观察

结论：蛋白质

于磷脂双分子层中镶、嵌、贯穿蛋白质分布模式图1970年，科学家用荧光标记蛋白质进行小鼠细胞和人细胞融合实验证明蛋白质可运动实验六红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白小鼠细胞人细胞37℃40min两种颜色的荧光均匀分布细胞融合相关的其他实验证据证明磷脂分子可侧向自由移动。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。（结构特点）磷脂分子侧向自由移动膜中的蛋白质大多也能运动1.发现者：辛格和尼科尔森2.化学组成：

细胞膜的流动镶嵌模型主要是磷脂和蛋白质脂质蛋白质少量多糖流动镶嵌模型的基本内容：(1)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。(2)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。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。流动镶嵌模型的基本内容：(3)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为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。（4）细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，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。。细胞外有糖蛋白流动镶嵌模型的基本内容：基本支架:蛋白质排布方式:结构特点:功能特点:磷脂双分子层（具有流动性）蛋白质分子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，有的贯穿整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）流动性选择透过性多糖：形成糖被（仅外侧）识别、细胞间的信息传递等（大多可运动）课堂总结将细胞与外界环境分隔开流动性选择透过性1、提出生物膜流动镶嵌模型的科学家是()A.

欧文顿 B.

罗伯特森C.

辛格和尼克森 D.

施莱登和施旺2、下列哪项不属于生物膜流动镶嵌模型的基本内容(

)A.

磷脂双分子层构成膜的基本支架B.

蛋白质以不同的方式镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层C.

磷脂双分子层具有流动性,蛋白质分子也可以运动D.

磷脂分子和蛋白质分子是静止的课堂练习CD3、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.

由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜C.

细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能D.

细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型4、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。（

）5、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。

（

）6、向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。

（

）

课堂练习B×××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。()×××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.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型B二、拓展应用1.在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方?把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入,阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程,而窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。二、拓展应用2.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同?由双层磷脂分子构成的脂质体,两层