细胞膜的结构和功能高一上学期生物人教版必修1

人教版必修一第三章细胞的基本结构细胞膜的结构和功能第1节课堂导入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。——引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》一个任何系统都有自己的边界课堂导入国家边界：国防线等人体边界：皮肤和粘膜细胞边界：细胞膜（质膜）学习目标生命观念通过对细胞膜结构、功能和组成的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。科学思维通过对细胞膜流动镶嵌模型的学习，培养模型与建模的科学思维方式。科学探究安排学生小组讨论磷脂双分子层的排列方式，锻炼学生的团队合作与交流讨论的能力。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。讨论：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，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选择透过性，不能控制物质进出。因此，台盼蓝能进入细胞，死细胞能被染成蓝色。细胞膜的功能01将细胞与外界环境分隔开使细胞成为相对独立的系统1保障细胞内部环境的相对稳定2推测的原始海洋景观想象图细胞膜的功能02控制物质进出细胞细胞膜的控制作用是相对的；细胞膜的功能特点：选择透过性；营养物质氨基酸、无机盐、葡萄糖….废物细胞代谢产生细胞合成并分泌抗体、激素等不需要、有害物质病毒、细菌××核酸等有用成分细胞膜的功能03进行细胞间的信息交流在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明，多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。施莱登、施旺？当手被热水烫到时，会下意识地把手抽开，这一系列的过程有哪些细胞的参与？1细胞之间是如何实现协调配合的？2细胞之间的信息交流有哪些方式？细胞膜的功能03进行细胞间的信息交流(1)间接交流内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液运至全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。注意该种结合方式是特异性结合，受体为特异性受体。细胞膜的功能03进行细胞间的信息交流(2)直接交流：细胞膜接触与膜结合的信息分子膜上接受信息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与结合。细胞膜的功能03进行细胞间的信息交流(3)通道交流高等植物通过胞间连丝相互连接，也有信息传递的功能。

注意1.通道交流不需要分子、受体；2.通道还有物质运输的功能；细胞膜的功能总结细胞膜的功能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细胞决定功能，那么细胞膜的结构是什么样的呢？细胞膜的成分探索成分和结构细胞膜的功能细胞膜非常薄，即使在高倍显微镜下依然难以看清它的面目，人们对细胞膜化学成分结构的认识经历了很长的过程。细胞膜的成分探索1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。细胞膜溶于脂质的物质不溶于脂质的物质资料1我只是想搞清楚细胞膜的成分是啥子？细胞膜的成分探索欧文顿实验欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。提出假说：细胞膜是由脂质构成的。事实假说细胞膜的成分探索膜质成分类型探究实验为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家利用成熟哺乳动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学成分分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。其中，磷脂的含量最多。资料2磷脂分子结构式与模型磷脂分子示意图亲水头部疏水尾部细胞膜的成分探索细胞膜的成分探索思考·讨论如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水-空气界面上排布？空气水细胞膜的成分探索思考·讨论如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水-空气界面上排布？空气水细胞膜的成分探索戈特和格伦德尔实验1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰好是红细胞表面积的两倍。提出假说：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。事实假说哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器资料3细胞膜的成分探索小组讨论细胞膜两侧都有水环境存在。请大胆推测在这样的环境中，细胞膜中的磷脂分子的可能的排列方式细胞膜的成分探索丹尼利和戴维森的实验1935年，英国学者丹尼利和戴维森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。由于人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，表面张力则会降低。因此，丹尼利和戴维森推测细胞膜除了含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。资料4细胞膜的成分探索丹尼利和戴维森的实验蛋白酶细胞膜细胞膜部分溶解思考如何通过实验证明细胞膜中含有蛋白质呢？细胞膜含有蛋白质细胞膜的成分探索人物时间实验过程结果欧文顿1895年发现脂溶性物质更易通过细胞膜推测细胞膜由脂质组成科学家利用哺乳动物红细胞制备细胞膜，进行化学成分分析组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多戈特格伦德尔1925年从人的红细胞中提取脂质，在水-空气界面中铺展成单分子层，其面积是红细胞表面的2倍细胞膜中的磷脂必然排列为连续的两层丹尼利戴维森1935年研究了细胞膜的张力细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质细胞膜的成分探索总结细胞膜的成分脂质（约占50%）蛋白质（约占40%）糖类（约占2%~10%）不同细胞的细胞膜，各种物质的含量是不同的磷脂是构成细胞膜的主要成，分此外还有少量胆固醇在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的数量和种类就越多糖类+蛋白质→糖蛋白；糖类+脂质→糖脂；分布在细胞膜的外表面细胞膜的结构探索1959年，罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜的清晰暗-亮-暗的三层结构，是一种静态的统一结构。资料1蛋白质-脂质-蛋白质细胞外细胞内蛋白质蛋白质磷脂双分子层细胞膜的结构探索1970年，人-鼠细胞融合实验（荧光标记实验）资料2[荧光标记法]利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标记物对研究对象进行分析的方法。[细胞融合]指在自发或人工诱导下，两个细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验室意图细胞膜的结构探索实验发现：杂交细胞的一半呈现红色，一半呈现绿色放置一段时间后发现，两种颜色的荧光均匀分布结论：细胞膜表面的蛋白质分子是可以运动的，该实验及其他相关实验说明细胞膜具有流动性，这是细胞膜的结构特点。细胞膜的结构探索物理学家采用冰冻蚀刻法在低温下将细胞膜断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。资料31972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型。资料4细胞膜的结构探索人物时间实验过程结果罗伯特森1959年电镜下观察到了细胞膜的清晰暗-亮-暗的三层结构提出“三明治模型”1970年科学家将小鼠细胞和人细胞融合，并用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子。发现细胞膜具有流动性物理学家采用冰冻蚀刻法在低温下将细胞膜断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中辛格尼科尔森1972年提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容生物膜的基本骨架：蛋白质分子的存在形态：在细胞膜的外表面，糖类分子与蛋白质结合形成

，或与脂质结合形成

，这些糖类分子叫做

。磷脂双分子层糖蛋白镶在表面、嵌入、贯穿糖脂糖被流动镶嵌模型的基本内容糖脂细胞膜两侧具有不对称性·糖脂和糖蛋白称为糖被。·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。消化道和呼吸上表皮的糖蛋白有保护和润滑的作用。小试牛刀1.下列关于生物膜结构的探索历程的说法，不正确的是（）A,欧文顿通过对膜成分的提取和鉴定，认识到细胞膜由脂质构成B,科学家通过提取红细胞的脂质实验，得出结论：膜的脂质分子呈双层排布C,丹利和戴维森研究了细胞膜的张力，推测细胞膜还可能含有蛋白质D,在建立生物膜结构模型的过程中，实验技术起到了关键的推动作用A细胞膜的结构和功能小试牛刀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