2021-2022学年高一上学期生物人教版必修一3.1细胞膜的结构和功能课件（共39张PPT）

(共39张PPT)
思考：
将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成个生命系统吗?为什么?
不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。
第三章细胞的基本结构
第1节
细胞膜的结构和功能
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？
01
细胞膜的功能
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
用清水洗菜，水不变红
煮苋菜汤，汤却是红色的
细胞膜的控制作用是相对的
细胞膜
细胞外
细胞内
①营养物质
③细胞内
核酸
④对细胞有害物质、病毒、病菌
②抗体、激素、代谢废物
2、控制物质进出细胞
普遍性选择性
相对性
受体：靶细胞膜上与信号分子特异性结合的位点，一般为糖蛋白
特点：专一性。只能识别一种或者一类物质
（信号分子）
细胞分泌的化学物质（如_____），随_____到达全身各处，与_________的____________________结合，将信息传递给靶细胞；
靶细胞
细胞膜表面的受体
血液
靶细胞
激素
受体
受体
3、进行细胞间的信息交流
3.1化学物质传递
靶细胞：接受信号分子的细胞
3.2细胞膜接触直接交流
受体：蛋白质
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_________相互连接，也有信息交流的作用。
胞间连丝
该过程不需要受体！
因此胞间连丝既有物质运输的作用，又有信息交流的作用；
3.3胞间连丝
植物细胞的细胞壁
主要组成成分：纤维素和果胶
特性：全透性
主要功能：支持和保护
思考：为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁是全透性的，它不能保证细胞内部的稳定
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
具有选择透过性
细胞膜的功能
具有普遍性
具有相对性
在生命起源过程中至关重要
保障了细胞内部环境的相对稳定
化学物质传递
细胞膜接触直接交流
植物细胞“胞间连丝”
02
对细胞膜成分的探索
细胞膜的功能是由它的_____和______决定的；
成分
结构
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与结构的认识经历了很长的过程：
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
通过上述实验，你会做出什么样的推测？
细胞膜中含有脂质。
二：细胞膜成分的探索历程
探究一：1895年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。发现：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；
为了进一步确定细胞膜中的脂质成分的类型，科学家利用_________________________，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行_________，得知组成细胞膜的脂质有_______和__________，其中________含量最多；
磷脂的一端为_____的头，两个________一端为_____的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成___________；
哺乳动物成熟的红细胞
化学分析
磷脂
胆固醇
磷脂
亲水
脂肪酸
疏水
双分子层
磷脂分子结构式
磷脂分子模型
磷脂分子示意图
磷脂
磷酸
甘油
脂肪酸
尾部
（疏水）
头部
（亲水）
磷脂分子如何铺展于“空气-水”
界面上？
空气
水
A
B
C
亲水头部
疏水尾部
答案：C
磷脂双分子层是如何在细胞膜中排列的？
细胞外
A
B
C
答案：B
“尾对尾”式排列
细胞内
D
时
间:
1925年
人
物:
荷兰科学家
实
验:
S脂质=
S细胞膜
提出假说:
细胞膜中的磷脂是双层的
2×
探究二
细胞膜中的磷脂如果是单层的，则膜面积展开后应该相等
只有细胞膜中的磷脂是双层的，则膜面积展开后才为1:2
探究三：1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。人们发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
据此推测：________________________________________
细胞膜除脂质分子外，可能还附有蛋白质
拓展提升：如何制备细胞膜
材料：
哺乳动物成熟的红细胞
理由：
1、动物细胞没有细胞壁，不用去壁
2、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，没有其他膜的干扰，能够获得纯净的细胞膜；
鸟类、两栖类、鱼类的红细胞不可以，因为含有细胞核（核膜）和众多细胞器（细胞器膜）
实验原理：
红细胞
吸水涨破
03
对细胞膜结构的探索
细胞膜主要是由_______和________组成的；此外还有少量的_______；
其中，脂质约占细胞膜总质量的______，蛋白质约占_____，糖类占___________；
在组成细胞膜的脂质中，_____最丰富，此外还有少量的_____
脂质
蛋白质
糖类
50%
40%
2%—10%
磷脂
胆固醇（动物细胞膜中）
_______在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此：_________________________________________________；
蛋白质
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多；
1、对细胞膜成分的研究发现：
2、脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？
细胞膜是什么样的结构呢？
探究一：
时间:1959年
人物:罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验:电镜下看到细胞膜“暗-亮-暗”
三层结构
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
20世纪50年代：电子显微镜诞生
如果是这样，细胞膜的__________将难以实现，就连细胞的______、变形虫的_____________这样的现象都难以解释；
20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑：
复杂功能
生长
变形运动
探究二：1970年，科学家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，将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。
这一实验以及相关的其他实验表明：_________________________
细胞膜具有流动性
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
1972年辛格和尼科尔森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——
为多数人所接受。
流动镶嵌模型
1.1895年，欧文顿的实验和推论：细胞膜是由______组成的；
2.通过制备纯净的动物细胞膜，进行化学分析得知组成膜的脂质有_____和_____；
3.1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用_____提取脂质，推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为____________；
4.1935年，英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞的________，推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有_______；
5.
1959年，罗伯特森通过在电镜下看到的_________三层结构，提出假说：所有生物膜都由________________三层结构构成；把细胞膜描述为_______统一结构；
6.1970年，荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有
________；
7.1972年，辛格和尼科尔森提出了_______________
。
脂质
探究历程小结
磷脂
胆固醇
丙酮
连续的两层
表面张力
蛋白质
暗-亮-暗
蛋白质-脂质-蛋白质
静态
流动性
流动镶嵌模型
04
流动镶嵌模型的基本内容
1.细胞膜主要是由________和___________构成的；
磷脂分子
磷脂双分子层的内部是磷脂分子的____端，________或_____不能自由通过，因此具有_____作用；
蛋白质分子
2.____________
是膜的基本支架；
磷脂双分子层
3.蛋白质分子以不同方式_____在磷脂双分子层中；
疏水
水溶性分子
离子
屏障
镶嵌
一定的流动性
嵌
贯穿
镶
4.细胞膜不是静止不动的，而是具有____________；
细胞膜流动性的具体表现（具有流动性的原因）：
构成膜的磷脂分子可以_________，膜中的蛋白质____________
侧向自由移动
大多也能运动
细胞膜流动性的意义：
对于细胞完成_________、_______、______、_______等功能都是非常重要的；
物质运输
生长
分裂
运动
流动性
细胞膜的____表面还有____分子，它和________
结合形成的________，或与______结合形成的_____，这些糖类分子叫做_________；糖被与细胞表面的_____、细胞间的________等功能由密切关系；
外
糖类
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
脂质
糖脂
糖被
识别
信息传递
细胞膜的特性
1.细胞膜的功能特性：___________________________；
细胞膜具有选择透过性与其上的________有关，主要是与载体蛋白有关；例如利用___________
鉴定细胞死活；
2.细胞膜的结构特性：___________________________；
选择透过性
蛋白质
台盼蓝染液
具有一定的流动性
细胞膜具有一定的流动性主要因为：
________________________________________________________
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
细胞膜流动性的主要影响因素：________
温度
在适宜的温度范围内，随外界温度升高，细胞膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致细胞膜被破坏；
本节小结
细胞膜的结构和功能
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
①通过细胞分泌的激素来完成
②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。
③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。
对细胞膜成分的探索历程：细胞膜的组成成分
对细胞膜结构的探索历程
流动镶嵌模型的内容（4条）
细胞膜的结构特点：流动性
①______________
②______________
③______________
④______________
⑤______________
A、B中_____为细胞外侧_____为细胞内侧
糖蛋白
蛋白质
磷脂双分子层
糖被
磷脂分子
A
B