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

第3章细胞的基本结构第1节

细胞膜的结构和功能科学家用显微镜注射器将一种叫作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。注入伊红1情景：

变形虫有边界,将细胞与外界环境分隔开,阻止细胞内物质逸出细胞。

如同国家有陆、海、空的边界，人体有皮肤做边界与外界分隔一样，细胞的边界就是

，也叫

。

国家有边界，人体也有边界，那么细胞有边界吗？这个边界是什么？细胞膜质膜

有些细胞的细胞膜外面还有一层细胞壁，那么细胞壁可以作为一个细胞的边界吗？电镜下看到的植物细胞壁亚显微结构不能，因为细胞壁是全透性的！那么，细胞膜作为系统的边界，在细胞的生命中有哪些作用呢？一、细胞膜的功能资料1：原始的生命诞生于海洋，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。1.将细胞与外界环境分隔开将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。保障了细胞内部环境的相对稳定。①对进化的意义：②对细胞的作用：

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：1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色2．据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？资料2：教材P40活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝染液是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，故未被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞这一功能，染液能通过细胞膜进入到细胞中，故能被染成蓝色。

细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。不需要或对细胞有害的物质需要的物质废物释放到细胞外发挥作用的物质注意：细胞膜的控制作用是相对的细胞膜让什么物质进出？控制物质进出的功能是绝对的吗？功能特点：选择透过性一、细胞膜的功能2.控制物质进出细胞资料3：细胞膜的控制作用是相对的，有些病毒可以进入细胞危害人体。我们可以通过打疫苗预防一些病毒引起的疾病。打疫苗时，虽然打的胳膊，但是你却在大脑皮层产生痛觉，这是为什么？3.进行细胞间的信息交流

对于多细胞生物，为什么要有上述功能？在多细胞生物内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。一、细胞膜的功能激素血液靶细胞内分泌细胞受体：糖蛋白1.通过化学物质间接传递信息一、细胞膜的功能：进行细胞间的信息交流

打疫苗时，眼部组织细胞、神经元细胞和肌肉细胞之间如何实现相互沟通呢？细胞间信息交流的方式有哪几种？请描述：

靶细胞发出信号的细胞与膜结合的信号分子膜上接受信号分子的受体演示2.细胞膜直接接触一、细胞膜的功能：进行细胞间的信息交流胞间连丝3.形成通道一、细胞膜的功能：进行细胞间的信息交流特别提醒：

1.该方式中没有受体参与。2.通道具有信息交流功能的同时还有物质运输的功能。1.在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染。这是在试图模拟细胞膜的（

）A.将细胞与环境分隔开的功能

B.控制物质进出细胞的功能C.进行细胞间的信息交流的功能

D.具有免疫的功能B对点训练对点训练对点训练对点训练对点训练对点练习2、请阅读资料,分析回答下列问题。资料1:胰岛素是由胰岛B细胞合成分泌的,是人体内可以降低血糖浓度的激素。资料2:各种植物的花粉四处飞扬,却只有落在同种植物的柱头上才会萌发。

(1)资料1中,胰岛B细胞与肝细胞的信息交流方式为

。(2)资料2中,花粉萌发的特异性体现的信息交流方式为

。对点训练对点训练对点训练对点训练对点训练对点练习通过分泌化学物质进行信息交流通过细胞膜直接接触进行信息交流对点训练对点训练对点训练对点训练对点训练对点练习3.细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下面为细胞间信息交流的两种方式，有关说法错误的是（）

A.图示反映了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能B.图乙可以表示精子与卵细胞的识别C.上述方式都是通过细胞膜上的糖类实现的D.细胞膜的功能越复杂，所含有的蛋白质种类和数量就越多c总结归纳细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。结构和功能相适应细胞膜非常的薄，即使在高倍镜下都很难看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。二、对细胞膜成分的探索欧文顿发现：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜。推测：细胞膜是由脂质组成的。讨论1：最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？“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。P42思考∙讨论1895年是通过对现象的推理分析。二、对细胞膜成分的探索欧文顿推测：细胞膜是由脂质组成的。P42思考∙讨论1895年1900年初科学家从哺乳动物成熟的红细胞中分离出纯净的细胞膜，并进行了化学分析。思考：为什么选择哺乳动物的红细胞提取细胞膜？思考：通过化学分析，得知动物细胞细胞膜中脂质的类型是？哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核以及众多的细胞器。组成动物细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。二、对细胞膜成分的探索欧文顿推测：细胞膜是由脂质组成的。P42思考∙讨论1895年1900年初科学家分析出细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。磷脂分子的结构并及特点：头部亲水尾部疏水讨论2：据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式？水空气讨论3：多个磷脂分子在水中，总是自发地形成双分子层。推测并画出磷脂在水环境中的排列方式

?如何解释这一现象？

由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水——空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。讨论3：根据磷脂在水-空气界面、水环境中的排列方式，

推测磷脂在细胞膜中可能是怎么排布的？理由是？如何通过实验证明细胞中的磷脂是双层的呢？提示：多细胞生物体的绝大多数

细胞，必须浸润在以水为

基础的液体环境中。理由：细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧，而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。二、对细胞膜成分的探索欧文顿推测：细胞膜是由脂质组成的。P42思考∙讨论1895年1900年初科学家分析出细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。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-水界面上铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。荷兰科学家戈特和格伦德尔推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。二、对细胞膜成分的探索欧文顿推测：细胞膜是由脂质组成的。P42思考∙讨论1895年1900年初科学家分析出细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。1935年英国学者丹尼利(J.fDanielli)和戴维森(H.Davson)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一水界面的表面张力。人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。二、对细胞膜成分的探索欧文顿推测：细胞膜是由脂质组成的。P42思考∙讨论1895年1900年初科学家分析出细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。1935年英国学者丹尼利和戴维森推测：细胞膜可能还附有蛋白质。思考：如何证明这个推测成立？1935—1939年科学家已经确定细胞膜中存在蛋白质脂质（大约占50%）蛋白质（大约占40%）糖类（大约占2%—10%）功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。（最丰富）磷脂胆固醇（动物细胞膜）成分红细胞膜肝细胞膜心肌细胞膜脂质约43%约40%约24%蛋白质约49%约59%约75%糖类约8%微量微量细胞膜成分三、对细胞膜结构的探索有学者推测：脂质两边各覆盖着蛋白质。1940s提出假说：（1）细胞膜由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成；

（2）细胞膜是静态的统一结构。蛋白质蛋白质脂质单位膜模型它的细胞膜在动吗？1959年罗伯特森在电镜下看到暗-亮-暗的三层结构。三、对细胞膜结构的探索有学者推测：脂质两边各覆盖着蛋白质。1940s1959年罗伯特森提出假说：蛋白质-脂质-蛋白质；静态。1970年人鼠细胞融合实验等证明：细胞膜具有流动性。三、对细胞膜结构的探索有学者推测：脂质两边各覆盖着蛋白质。1940s1959年罗伯特森提出假说：蛋白质-脂质-蛋白质；静态。1970年人鼠细胞融合等实验证明：细胞膜具有流动性。1972年辛格和尼科尔森提出：流动镶嵌模型。科学方法——提出假说（概念、假说成立的决定因素）阅读P45后思考并回答：

1.成分有哪些？如何分布？各种成分有什么功能？2.细胞膜的结构特点——流动性表现在哪些方面？磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被四、流动镶嵌模型的基本内容膜外膜内磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被四、流动镶嵌模型的基本内容膜外膜内大胆猜测：水分子为什么能跨膜运输呢？一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。流动性和选择透过性比较项目结构特点：流动性功能特点：选择透过性主要表现结构基础实例联系生物膜中的多数蛋白质和脂质分子在膜中可移动，膜整体也可以流动细胞膜能够选择性的吸收和排出一些物质。磷脂分子具有流动性，大多数蛋白质分子也可以运动膜上蛋白质的种类和数量不同磷脂双分子层变形虫的变形运动、细胞融合小分子或离子可进出细胞流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。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岀。

你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？【提示】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。拓展应用2.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