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1

细胞膜（质膜）的结构和功能细胞在受到针刺时表面出现凹陷为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具备什么功能？酵母菌台盼蓝染色被台盼蓝染色的死细胞活细胞将细胞与外界环境分隔开磷脂双分子层——屏障作用控制物质进出细胞（功能特点）膜转运蛋白（细胞膜上起运输作用的蛋白质——主要）和磷脂双分子层（允许弱极性或无极性分子以及极性小分子通过）进行细胞间的信息交流糖蛋白、糖脂细胞膜的功能除了以上提到的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。细胞膜的结构和功能证据推理主张逻辑推理—细胞膜的功能

证据用显微注射器将伊红注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞；死细胞可以被台盼蓝染色。→有一层结构隔绝了物质间的流动。→所有细胞都具有细胞膜。→细胞膜将细胞与外界环境分隔开来，并控制物质进出细胞。推理将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞主张图中物质或结构的名称：①

；②

；③

。受体信号分子胞间连丝2013年诺贝尔生理学或医学奖发现细胞内部囊泡运输调控机制2018年诺贝尔生理学或医学奖发现负性免疫调节治疗癌症细胞间的信息交流细胞壁对绝大多数分子是全透性的P63，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这一生命系统的边界源于必修1P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出

的一种假说，再用进一步的____________对已建立的假说进行

。解释某一生物学问题观察与实验修正和补充对细胞膜的成分的探索分析1895年欧文顿的实验研究。500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验。推测细胞膜的成分。脂溶性物质容易通过细胞膜细胞膜的成分和结构

证据溶于脂质的物质，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→细胞膜上有脂质物质→细胞膜是由脂质组成的。推理细胞膜是由脂质组成的主张源于必修1P42：磷脂是一种由

等组成的分子，磷酸“头部”是

，两个脂肪酸一端为__________________。甘油、脂肪酸、磷酸疏水的“尾”部亲水的思考：水分子如何通过内部疏水的磷脂双分子层？2003年诺贝尔化学奖，授予了水通道蛋白的发现者——彼得·阿格雷细胞膜控制物质进出细胞（结构功能观）源于必修1P45“旁栏思考”：虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：一是__________________________________________________；二是__________________________________________________________。水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜细胞膜的成分和结构证据推理主张脂溶性物质容易通过细胞膜膜脂由磷脂/胆固醇等组成实验验证：提取哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，化学分析表明：主要含有大量磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。细胞膜的成分和结构证据推理主张细胞膜中磷脂排列成双层结合细胞内外环境，磷脂的排列方式单层磷脂双层磷脂S1S2实验证据：S2＝2S1细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层辩证思维：

将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器。细胞膜的成分和结构证据推理主张1.细胞膜的表面张力小于脂质-水界面的表面张力2.油脂表面吸附有蛋白质时，表面张力会减小假说：蛋白质排列在脂双层两侧实验验证1：提取哺乳动物红细胞膜，化学分析。含有大量磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。实验证据2：电镜“暗-明-暗”三层

罗伯特森把暗带解读为蛋白质，明带解读为脂质——这种解读实际上是错的。

暗带实际表示磷脂的亲水部分，亮带实际表示磷脂的疏水部分，两条暗带代表了两层磷脂分子。绿色荧光染料标记的膜蛋白红色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合人细胞正在融合的细胞融合细胞37℃40min小鼠细胞细胞膜具有一定的流动性辩证思维：

在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因是什么。温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。冰冻蚀刻技术--将标本冰冻，然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。膜蛋白可以镶、嵌入、贯穿脂双层荧光漂白恢复技术可用来研究膜蛋白或膜脂流动性细胞膜的成分和结构

证据细胞的表面张力推测细胞膜上蛋白质。→冰冻蚀刻技术观察细胞质膜断裂面表示蛋白质镶嵌在质膜中。→荧光标记技术相关实验证据表明细胞膜具有流动性。→各种各样的蛋白质分子嵌入或者贯穿脂双层，还可以运动。→细胞膜具有一定的流动性。推理功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类与数量越多；细胞膜具有一定的流动性主张下列过程能体现细胞膜具有流动性的是(1)质壁分离和复原(2)精子的变形(3)酵母菌的出芽生殖(4)根细胞吸收水分(5)根细胞吸收矿质元素(6)兴奋在神经纤维上传导

(7)造血干细胞进行有丝分裂

(8)精子和卵细胞进行受精作用

(9)兴奋在突触传导

(10)浆细胞产生抗体进行体液免疫

(11)人－鼠细胞杂交磷脂双分子层构成膜的基本支架磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏障作用蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中镶嵌具体方式：嵌入、镶或贯穿功能越复杂的膜，蛋白质的含量越多膜具有一定的流动性（结构特点）组成膜的磷脂分子（如侧向移动）和大部分蛋白质分子可以运动膜的流动性对于膜执行功能非常重要镶嵌（mosaic）是对蛋白质和磷脂结合方式的统称。模拟题把“镶嵌”理解成“镶＋嵌入”。蛋白质胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白糖被是指细胞膜外表面的糖类分子，与细胞表面识别和细胞间信息传递密切相关癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少使得癌细胞易于在体内分散和转移蛋白质胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白糖脂糖脂是构成细胞膜的成分之一，在细胞黏附、生长、分化、信号传导等过程中发挥着重要作用：尤其值得注意的是，糖脂参与细胞识别、免疫等重要生理过程。鞘糖脂的血型决定功能。甘油糖脂具有抗氧化、抗病毒、抗菌、抗肿瘤、抗炎、抗动脉粥样硬化等多种生物活性。桑格和尼克森提出流动镶嵌模型组分结构功能磷脂蛋白质糖类(少)细胞膜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脂双层为基本支架运动内部疏水，屏障镶嵌、嵌入、贯穿运动物质运输等细胞表面信息传递等结构特点：流动性细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动脂质体包裹药物a水中结晶b脂溶性球形脂质体的双层磷脂分子的亲水端朝外，疏水端朝内，所以在a处嵌入水溶性药物，在b处嵌入脂溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合（具有流动性）的特点将药物送入细胞。细胞膜脂质(主要是磷脂)蛋白质(镶嵌在脂质)糖类(少量)磷脂双分子层具有流动性糖蛋白与细胞识别有关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胞间连丝成分功能特点功能类型特点间接接触激素调节举例直接接触精卵结合举例特点特点膜功能的复杂程度取决于蛋白质的种类和数量4种常考的“膜蛋白”(1)受体蛋白：信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体。(2)载体蛋白：协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。(3)具催化作用的酶：如好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。受体蛋白识别蛋白载体蛋白

红细胞不仅在动物体内起着非常重要的生理作用，还作为生物科学某些领域研究的好材料,且课本涉及的地方有多处。因此，有关红细胞知识点常成为高考命题的切入点。现将有关的考点归纳总结如下：1.人的成熟红细胞的特殊性：①成熟的红细胞中无细胞核，无线粒体、内质网等细胞器结构②成熟的红细胞高度分化，不再分裂③红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散④葡萄糖在成熟的红细胞中通过糖酵解获得能量，即只进行产乳酸的无氧呼吸⑤可用于渗透吸水、失水实验⑥用丙酮提取磷脂分子铺展于空气-水界面，可知磷脂分子在膜上呈双层2.可用于制备细胞膜：哺乳动物成熟红细胞的特点：无众多的细胞器和细胞核3.无丝分裂：蛙的红细胞，有细胞核4.DNA粗提取：鸡的红细胞：较大细胞核，各种细胞器（线粒体多）5.基因突变：镰状细胞贫血——基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体性状6.缺铁性贫血：血红蛋白减少，导致运输氧气不足，出现乳酸中毒脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。拓展

提升科学思维(1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？