细胞膜的结构和功能课件

第三章细胞的基本结构第一节细胞膜的结构和功能课型：新授课大概念：细胞是生物体结构与生命活动的基本单位课程标准对本节内容要求重要概念：细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞各项生命活动具体概念：概述细胞膜都是质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出细胞，并参与细胞间的信息交流学习目标1、从系统与环境关系的角度阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。2、通过分析细胞膜结构模型建立的历程，培养学生的科学思维和科学探究的能力。3、通过构建、阐述细胞膜的流动镶嵌模型培养模型与建模的科学思维，形成结构与功能观。联系高考从情境角度分析，该专题如果以非选择题形式考查，则基本上都是信息题，考查学生获取和加工信息、分析和推理的能力。从知识角度分析，细胞膜的组成、结构、功能考查频率较高。从素养角度分析，重点考查结构与功能观、以及分析与推理、归纳与概括等科学思维。从四翼角度分析，以基础性题目为主，虽有部分综合性题目，但知识跨度和难度都不大。THEMAINCONTENTS01细胞膜的功能02对细胞膜成分的探索03对细胞膜结构的探索04流动镶嵌模型的基本内容细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容功能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的阶段无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体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。这是为什么？活细胞的细胞膜具有选择透过性，死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容功能2：控制物质进出细胞细胞（DNA等）营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）废物（CO2、尿素等）细胞代谢产生抗体、激素等细胞合成并分泌×细胞膜的控制作用是绝对的吗？细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容细胞（DNA等）营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）废物（CO2、尿素等）细胞代谢产生抗体、激素等细胞合成并分泌×不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）不容易进入细胞膜的控制作用是相对的细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容讨论：为什么双黄蛋的两个卵细胞不能结合，但卵细胞可以和精子结合完成受精作用？体现了细胞膜的什么功能？你认为同一片水域中，不同种类的鱼的精子和卵细胞能否结合形成受精卵？细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容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。受体方式一：细胞间直接接触细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容能不能定向运输？内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），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。受体（信号分子）方式二：信号分子间接传递信息细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容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，从而进行信息交流。不需要受体！方式三-形成通道细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容细胞膜的功能将

分隔开；控制物质

；

进行细胞间的

。①直接接触：如精卵识别结合，需要受体②化学物质：如激素（胰岛素），需要受体③形成通道：高等植物的胞间连丝，不需要受体细胞与外界环境进出细胞信息交流细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容资料1：1895年，欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验发现脂溶性物质容易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。“相似相溶”原理：“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似，“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。推测：细胞膜是由脂质组成的细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容为什么选择哺乳动物的成熟红细胞来提取细胞膜？哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。结论：细胞膜是由脂质组成的，磷脂。资料2：20世纪初，科学家从哺乳动物的成熟红细胞中分离出纯净的细胞膜，并进行了化学分析，发现组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容观察磷脂分子的结构并分析其特点小资料：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷脂分子的磷酸“头部”亲水，脂肪酸“尾部”疏水。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容活动1：推测并画出磷脂在水—空气界面上的排布方式水空气细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容活动2：多个磷脂分子在水中，总是自发的形成双分子层，推测磷脂在水环境中属于一下哪种排列方式。如何通过实验证明，细胞膜中的磷脂是双层呢？ABC水水水水水水细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容资料三：1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔从细胞膜中提取脂质，在空气---水界面铺成单分子层，发现面积是细胞膜的2倍。结论：细胞膜中的磷脂是双层的。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容资料四：1935年英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。此前人们已经发现了油脂的表面如果吸附有蛋白质成分，则表面张力会降低。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容水等液体会产生使表面尽可能缩小的力，这个力称为“表面张力”。1935年时间丹尼利(J.fDanielli)和戴维森(H.Davson)人物实验细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。推论

研究细胞膜表面的张力，发现细胞表面张力明显低于油-水界面的表面张力。细胞表面张力＜油水界面张力有蛋白质的油水界面张力＜油水界面张力细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容小结：细胞膜细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。电子显微镜的工作原理：电子束照射到大分子物质上呈现黑暗，反之呈现光亮细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容20世纪60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑：细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的运动这样的现象都难以解释。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容科学家利用冰冻蚀刻技术，将细胞膜的两层磷脂分子层劈开后，观察到细胞膜断裂面两侧在电镜下呈现不同数量和形态的孔洞。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容推论：蛋白质以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容资料：电子显微镜下，细胞膜的厚度约为7~8nm，是单层磷脂厚度的两倍，如果两侧加上的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。资料：人工合成的不含蛋白质的脂双层也呈现为“暗-亮-暗”结构。推论：需要对模型进一步修正1970年将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同的荧光染料标记后融合。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容结论：1、膜蛋白具有流动性2、这一实验和其他实验共同说明细胞膜具有流动性在新的观察和实验证据的基础上，1972年，辛格和尼科尔森提出新的生物膜模型——流动镶嵌模型。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容合作探究：尝试用粘土和磁吸纸构建细胞膜的流动镶嵌模型，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。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容（2）磷脂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，具有屏障作用。磷脂双分子层细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容（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。贯穿镶在表面嵌入细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容流动镶嵌模型的基本内容（4）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。细胞膜的功能对细胞膜成分的探索对细胞膜结构的探索流动镶嵌模型的内容

课堂小结感悟反思科学在质疑与创新中，不断发展。科学理论的形成是一