3.1细胞膜的结构和功能课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

3.1细胞膜的结构与功能问题探讨讨论：1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞(放大200倍)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。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。问题探讨讨论：2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞(放大200倍)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。

将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。1、将细胞与外界环境分隔开电子显微镜下的细胞膜对细胞有害的物质（如细菌、病毒等）_____________2、控制物质进出细胞细胞膜的控制作用是相对的细胞细胞需要的营养物质可以进入细胞，细胞不需要的物质不容易进入细胞废物（CO2、尿素等）有可能进入抗体、激素等细胞合成并分泌细胞代谢产生（DNA等）×说明活细胞的细胞膜对物质进出细胞有控制作用3.进行细胞间的信息交流（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。靶细胞：接受信号的细胞受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点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（激素起作用后就灭活）。化学物质传递3.进行细胞间的信息交流（2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。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；细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡。接触传递3.进行细胞间的信息交流（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息。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。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。通道传递胞间连丝细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构有关。细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的，但细胞膜非常薄，即使在高倍显微镜下依然难以看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分的认识经历了很长的过程。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的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：脂溶性物质易透过细胞膜；不溶于脂类的物质，不易透过细胞膜。●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜相似相溶原理推测：细胞膜的主要成分中有脂质。科学家利用哺乳动物成熟的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。思考2.为什么要用哺乳动物成熟的红细胞来制备出纯净的细胞膜？因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器。方法：利用清水使细胞吸水涨破亲水头部疏水尾部思考3.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？饱和脂肪酸不饱和脂肪酸磷脂分子二、对细胞膜成分和结构的探索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，将提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其单分子层所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。固定挡板可移动挡板脂质推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。空气和水界面上单分子排布搅动后水溶液中双层脂分子的球形脂质体思考4.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？二、对细胞膜成分和结构的探索1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，他们发现细胞表面的张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低，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。有些科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。结论：细胞膜中含有蛋白质。细胞膜的成分脂质（大约占50%）蛋白质（大约占40%）糖类（大约占2%—10%）（教材P45小字）蛋白质在细胞膜行使功能方面具有重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_____和______越多磷脂最丰富，还含有少量的胆固醇细胞膜的主要成分：脂质（磷脂）和蛋白质种类数量动物细胞细胞膜在温度较低时，有利于维持细胞柔韧性。存在细胞膜的外表面，糖类和蛋白质结合叫糖蛋白，和脂质结合形成糖脂，这些糖类叫糖被。糖被功能：与细胞表面的识别、细胞间的信息交流等有密切关系。二、对细胞膜成分和结构的探索（体会）“三明治模型”膜上的蛋白质对称地平铺在磷脂的两侧细胞膜是一种静态的统一结构（静态模型）静态模型的缺陷：不能解释细胞的生长、变形虫的变形运动、植物细胞的质壁分离及复原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。资料1.科学家测定细胞膜的厚度是7-8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。资料2.科学家研究发现，有些膜蛋白的特定区域主要由疏水氨基酸组成，这些区域很可能与脂双层的疏水区域结合，造成这些部分会深深插入膜的内部。冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构思考5.通过冰冻蚀刻实验结果，你可以得出什么结论？磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;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、贯穿于磷脂双分子层中。（课本P45）小鼠细胞和人细胞融合实验实验结论：细胞膜具有一定流动性（结构特点）1970年，科学家用荧光标记法标记细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。（教材P43）细胞膜流动性的影响因素：温度在适宜温度范围内，随外界温度升高，细胞膜的流动性增强，但超出一定范围会导致细胞膜被破坏1972年辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）总结前人的研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。提出假说（课本P44）细胞膜结构模型的探讨过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。过程：科学家首先根据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象已建立的假说进行修正和补充。意义：一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结构相吻合。糖蛋白蛋白质磷脂双分子层胆固醇糖脂①膜的基本支架：磷脂双分子层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。②蛋白质分子存在形态：镶在、嵌入、贯穿体现蛋白质的不对称分布。③在细胞膜外表面，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_______。糖蛋白糖脂糖被1.内容2.结构特点主要表现在：磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多也能运动。细胞膜具有一定的流动性功能特点：选择透过性四、细胞膜的成分结构与功能相适应细胞膜的功能是由它的成分和功能决定的，体现在：①将细胞和外界环境分开②控制物质进出细胞③进行细胞间的信息交流磷脂双分子层——屏障作用膜转运蛋白（细胞膜上起运输作用的蛋白质——主要）磷脂双分子层（允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过，阻止离子和强极性分子通过）糖被P451.细胞膜的