（新人教）生物必修一课件：3.1细胞膜的结构和功能(共56张PPT)

(共56张PPT)
（新人教）生物必修一课件
一、细胞膜的功能
选一选:作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中发挥着重
要的作用,关于其功能的描述合理的是_________。
①生命物质有了细胞膜,才成为相对独立的系统。
②细胞膜保障了细胞内部环境的绝对稳定。
③细胞膜控制物质进出细胞时具有选择性。
④对细胞有害的物质不可能进入细胞。
必备知识·自主学习
①③⑤⑥
⑤精子和卵细胞之间通过直接接触来识别。
⑥植物细胞之间,可以通过胞间连丝进行物质运输。
⑦细胞之间的信息交流是单向的。
⑧细胞分泌的化学物质,只会运输到靶细胞附近。
二、对细胞膜成分的探索
1.探究过程:
时间(人物) 实验依据 结论或假说
1895年,
欧文顿 对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更
容易通过细胞膜 细胞膜是由_____组成的
20世纪初 对哺乳动物红细胞的细胞膜
进行化学分析 组成细胞膜的脂质有
_____和_______,其中
_____含量最多
脂质
磷脂
胆固醇
磷脂
时间(人物) 实验依据 结论或假说
1925年,
荷兰科学家 将从人的红细胞中提取的脂
质铺成单分子层。其面积是
红细胞表面积的__倍 细胞膜中的磷脂分子必
然排列为连续的两层
1935年,
丹尼利和
戴维森 细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力 细胞膜除含脂质分子
外,可能还附有_______
蛋白质
2
2.各成分的比例及功能:
(1)脂质(约占50%)
(2)蛋白质(约占40%):与细胞膜的功能密切相关,蛋白质的___________越多,细
胞膜的功能越复杂。
(3)糖类(2%～10%):与_____________结合。
种类和数量
脂质或蛋白质
三、对细胞膜结构的探索
1.提出暗—亮—暗的三层结构:
(1)科学家:_________。
(2)模型假说:
①所有的细胞膜都由_____________________三层结构构成。
②把细胞膜描述为_____的统一结构。(三明治模型)
罗伯特森
蛋白质—脂质—蛋白质
静态
【问·答】蛋白质—脂质—蛋白质的静态结构模型不能解释哪些功能
提示:不能解释细胞的生长、膜的变形能力等。
2.1970年荧光标记细胞膜实验:
判一判:基于实验操作及结论,判断下列说法的正误:
(1)荧光标记的成分是细胞膜上的磷脂。 ( )
提示:标记的是蛋白质。
×
(2)温度越高,荧光物质扩散越快,实验效果越好。 ( )
提示:高温会损伤细胞,实验效果不一定好。
×
(3)本实验为细胞膜的流动性提供了有力证据。 ( )
√
四、流动镶嵌模型的基本内容
1.发现者:_______________。
2.流动镶嵌模型的基本内容:
辛格和尼科尔森
(1)根据图示完成表格:
名称 分布 特点
a _____________ 膜的基本支架 具有_______
b ___________ ①_____磷脂双分子层表面
②部分或全部_____磷脂双分子层中
③_____于整个磷脂双分子层 大部分蛋白质
是可以_____
的
c _______ 细胞膜的外表面 保护、润滑和
_________等
磷脂双分子层
流动性
蛋白质分子
镶在
嵌入
贯穿
运动
糖蛋白
细胞识别
(2)想一想,从细胞膜的结构与功能角度分析,细胞膜具有什么特点
①细胞膜的结构特点:_______。
②细胞膜的功能特点:___________。
流动性
选择透过性
【问答】 ——教材二次开发
教材【旁栏】既然膜内部是疏水的,水溶性分子或离子能不能自由通过 说明细胞膜具有什么作用
提示:不能,说明细胞膜具有屏障作用。
关键能力·合作学习
知识点一 细胞膜的功能和成分
1.细胞膜的功能:
(1)功能图解:
特别提醒:
①三种信息交流方式均发生在细胞与细胞之间,而不是细胞内的信息交流。
②通过激素(如胰岛素)传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
(2)细胞膜控制物质进出的普遍性和相对性。
2.探究细胞膜组成成分和功能的实验设计方法:
(1)细胞膜组成成分的鉴定方法
细胞膜
成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解
磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 双缩脲试剂 紫色
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
(2)细胞膜功能的探究
①控制物质进出细胞功能的验证
②识别功能的验证
特别提醒:
①鉴定细胞膜不同成分时,要选择合适的试剂或酶进行处理。
②设计细胞膜功能的探究实验时,注意一定要遵循单一变量原则和对照原则。
【思考探究】
1.情境探究:取两种不同的海绵动物细胞,使其分散成单个,然后掺在一起混合培养,发现只有同种的细胞才能融合,这一现象体现了细胞膜的什么功能 (生命观念)
提示:进行细胞间的信息交流。
2.拓展探究: 细胞膜的“控制物质进出”功能和“与外界环境分隔开”功能是矛盾的吗 为什么 (科学思维)
提示:不矛盾。细胞生命活动需要的物质可以通过细胞膜,细胞不需要的物质不能通过细胞膜,体现了细胞膜的选择透过性。
【典例示范】
细胞膜作为系统的边界,下列关于细胞膜的成分和功能的说法,不正确的是 (　　)
A.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,其中脂质中还含有少量的胆固醇
B.精子和卵细胞之间的识别和结合是通过细胞膜来实现的
C.不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同
D.作为系统的边界,维持细胞内环境的稳定
【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:
【解析】选C。细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,其中脂质主要是指磷脂,还含有少量的胆固醇,A正确;卵细胞通过细胞膜上的糖蛋白识别精子,和精子结合时又依赖细胞膜的流动性,所以精子和卵细胞之间的识别和结合是通过细胞膜来实现的,B正确; 不同功能的细胞,其细胞膜上蛋白质的种类和数量不同,C错误;细胞膜作为系统的边界,能维持细胞内环境的稳定,D正确。
【类题精练】
水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色,可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中,仅有死亡细胞的核会被染色,活细胞则不着色,但将PI注射到活细胞中,则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是 (　　)
A.死细胞与活细胞的核酸结构不同
B.死细胞与活细胞的核酸含量不同
C.活细胞能分解染色剂PI
D.活细胞的细胞膜能阻止PI的进入
【解析】选D。活细胞的细胞膜可选择物质出入细胞,维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质,因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后,细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失,溶于水中的物质(如PI)都可以通过,而使细胞核着色。
【补偿训练】
　　如图表示生物体内细胞间信息交流的3种方式,下列有关叙述正确的是 (　　)
A.①是活细胞分泌的具有调节作用的物质,这种物质一般可作用于机体所有细胞
B.②是靶细胞对信息接收的结构基础——受体,因其具有特定的空间结构而具有特异性
C.③是指与膜结合的信号分子,信号分子与受体空间结构相同,因而可以特异性识别
D.④的信息传递方式与③相同,都是通过直接接触进行信息传递
【解析】选B。图中①是细胞分泌的信号分子,一般作用于特定的细胞,A错误。特异性识别的结构基础就是特定的空间结构,B正确。③信号分子与受体分子之间的特异性识别,主要是它们的空间结构具有互补性,能够契合,而不是空间结构相同,C错误。④是通过体液传送信号分子来进行信息交流的,这与③的直接接触不同,D错误。
知识点二 流动镶嵌模型的基本内容
1.构成细胞膜的三种物质:
物 质 存在形式 功 能
磷脂 “尾部”相对、“头部”朝外构成磷脂双分子层 构成细胞膜的基本支架
蛋白质 镶在磷脂双分子层表面或嵌入、贯穿在磷脂双分子层中 细胞膜中的功能性物质,细胞膜中蛋白质种类和数量越多,膜的功能越复杂
糖类 与蛋白质结合形成糖蛋白,或者与脂质结合形成糖脂 保护、润滑和识别
特别提醒:
①细胞膜中的脂质并不全为磷脂,动物细胞膜中除了磷脂外还有胆固醇。
②细胞膜外表面的糖类分子并不都与蛋白质分子结合形成糖蛋白,还可以与脂质结合形成糖脂。
③糖蛋白只分布于细胞膜的外表面,与细胞识别作用有关。
2.细胞膜两大特点的比较:
(1)区别:
项目 结构特点——流动性 功能特点——选择透过性
基础 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的 磷脂分子既亲水,又疏水;膜上具有载体蛋白
意义 保证细胞的物质需要、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行 控制物质进出
表现 分泌蛋白的分泌、变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬 有些物质可进入细胞,有些物质不能进入
(2)联系:
特别提醒:
①结构决定功能:细胞膜的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。
②只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性,死细胞的细胞膜不具有选择透过性。
③影响细胞膜流动性的因素:温度、pH等。
【思考探究】
“纳米磷脂药物”是由内部包裹着药物的磷脂组成的囊泡,这种高脂溶性的结合物非常容易通过融合让药物进入肠部上皮细胞的细胞膜,能显著改善药物的脂溶性,增强药物的吸收率,提高药物的利用率,减少药物不良反应,是一种有广阔发展前景的新型药物。
(1)该磷脂膜与质膜在成分上有什么区别
提示:质膜除磷脂外,还含有蛋白质、糖类等成分。
(2)纳米磷脂药物为什么能让药物轻易进入细胞 (社会责任)
提示:纳米磷脂药物表面包裹有磷脂膜,磷脂膜与细胞膜成分相似,可以与细胞膜融合,将药物释放到细胞中。
【典例示范】
　如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.①是糖蛋白,又称糖被
B.②是蛋白质分子,大多数是可以运动的
C.③是磷脂双分子层,构成了膜的基本支架,这个支架并不是静止的
D.不同细胞膜中,所含①②③的比例是有区别的
【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:
【解析】选A。①是细胞膜外表面的糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白,糖类分子还可以与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被,A错误;②是蛋白质分子,细胞膜的蛋白质分子大都是可以运动的,B正确;③是磷脂双分子层,构成细胞膜的基本支架,具有流动性,C正确;细胞膜的功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂的细胞,其膜上蛋白质的种类、数量越多,因此不同细胞膜中,所含的①②③的比例是有区别的,D正确。
【方法规律】判断细胞膜内侧与外侧的技巧
(1)依据:细胞膜中的糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,糖蛋白或糖脂只分布于细胞膜外侧。
(2)方法:有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧,另一侧为细胞膜的内侧。
【类题精练】
下列不符合细胞膜的流动镶嵌模型的说法是 (　　)
A.磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性
B.每个磷脂分子的疏水端都向内
C.嵌入磷脂双分子层的蛋白质分子大多都能运动
D.细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子之间没有联系,所以才具有流动性
【解析】选D。细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子大都能运动,这使整个生物膜具有流动性。细胞膜是一个整体,它上面的各种分子相互作用、密切联系才维持了生物膜的整体性。
细胞膜的成分
少量糖类
流动镶嵌模型
选择透过性
物质交换
信息交流
隔离外界物质
磷脂
蛋白质
主
要
细胞膜的结构
组成
运动性
特
点
决
定
细胞膜的功能
结构与功能观
决
定
具有
【科技情境】据报道一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世,它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物体镶嵌到聚联乙炔囊泡中,组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触细菌、病毒时可以发生颜色变化,用于检测细菌、病毒等。
核心素养·情境探究
探究:
(1)聚联乙炔细胞膜识别器模拟了细胞膜的什么功能 (生命观念)
提示:识别功能。
(2)这类被镶嵌进去的物质很可能含有什么成分 (生命观念)
提示:糖类和蛋白质。因为细胞膜外的糖类分子和蛋白质分子结合形成的糖蛋白具有识别功能。