生物人教版（2019）必修1 3.1细胞膜的结构和功能（共27张ppt）

(共27张PPT)
细胞作为一个完整的系统，它存在边界，其边界就是细胞膜（质膜）。
细胞膜的结构和功能
第三章 细胞的基本结构
细胞膜的功能
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
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
细胞膜的功能
细胞膜
需要的营养物质
代谢废物
抗体、激素等分泌物质
不需要的物质
细胞内
细胞外
有用的成分
控制作用是相对的
2、控制物质进出细胞
人体细胞中的结核杆菌
体
液
的
传
送
内分泌细胞
分泌的激素
靶细胞
靶细胞
细胞膜的功能
3、进行细胞间的信息交流
靶细胞：能够接收信息的细胞。
激素等化学物质
（1）通过 传递信息。例如： 内分泌细胞分泌激素
3、进行细胞间的信息交流
与膜结合的信号分子
发出信号的细胞
靶细胞
受体
细胞膜的功能
（2）通过 直接接触传递信息。例如：
细胞膜
精子和卵细胞的识别和结合
3、进行细胞间的信息交流
细胞膜的功能
（3）通过 传递信息。例如：
通道
高等植物细胞间的胞间连丝
胞间连丝
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.体现了细胞膜的什么功能？
控制物质进出细胞
2.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
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
资料：台盼蓝是蓝色粉末状物质，进入细胞后会使细胞呈现出蓝色。
细胞膜的功能
成分
结构
决定
组成
1、将细胞与外界环境分隔开
功能
2、控制物质进出细胞
3、进行细胞间的信息交流
与膜结合的信号分子
发出信号的细胞
靶细胞
受体
为什么只有靶细胞能接收传递的信息
只有靶细胞膜上有信息分子相匹配的受体。
提出问题1：构成细胞膜的成分有哪些？
对细胞膜成分和结构的探索
阅读教材P41页“对细胞膜成分的探索”中欧文顿的实验。
观察现象：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细胞膜
提出假说：细胞膜是由脂质构成的。
1、欧文顿观察到了什么现象？
2、欧文顿对现象的推测是什么？
实验验证：20世纪初，科学家利用哺乳动物成熟的红细胞制备得到了纯净的细胞膜，进行化学分析。
得出结论：构成膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
哺乳动物成熟的红细胞的膜的结构只有细胞膜，可以避免其它膜的干扰。
问题2：磷脂分子在细胞膜中如何排布？
细胞膜的化学分析
结论：构成膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
1895年，欧文顿的细胞膜通透性实验
问题1：构成细胞膜的成分有哪些？
对细胞膜成分和结构的探索
亲水“头”部
疏水“尾”部
甘油
脂肪酸
磷酸及其衍生物
磷脂的结构
对细胞膜成分和结构的探索
亲水“头”部
疏水“尾”部
水
空气
对细胞膜成分和结构的探索
亲水“头”部
疏水“尾”部
细胞膜
细胞内
细胞外
水溶液
以水为基础的溶液
对细胞膜成分和结构的探索
原理：磷脂分子的特点
现象：细胞内外均是以水基础的溶液
问题2：磷脂分子如何排布构成细胞膜呢？
结合磷脂分子的特性，小组内部讨论：细胞内外都是水溶液的情况下，细胞膜上的磷脂分子会如何分布？为什么？
问题2：磷脂分子在细胞膜中如何排布？
1925年，戈特和格伦德尔
现象：细胞内外均是以水基础的溶液
假说：细胞膜上的磷脂分子是双层排列的
结论：磷脂分子层必然排列为连续的两层。
验证：用丙酮从人的红细胞提取脂质，在空气一水界面上铺成单分子层，并且测定面积。
原理：磷脂分子的特性
对细胞膜成分和结构的探索
实验结论：磷脂分子必然排列为连续的两层
发现单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
磷脂分子
磷脂单分子层
磷脂双分子层
磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架
1925年，戈特和格伦德尔
结论：磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架。
对细胞膜成分和结构的探索
结论：磷脂分子层必然排列为连续的两层
20世纪初，细胞膜的化学分析
结论：构成膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
1895年，欧文顿的细胞膜通透性实验
问题1：构成细胞膜的成分有哪些？
问题3：细胞膜除了脂质还有什么成分呢？
问题2：磷脂分子在细胞膜中如何排布？
1935年，丹尼利和戴维森
假说：细胞膜除含脂质分子外，还附有蛋白质
问题3：细胞膜除了脂质还有什么成分呢？
现象：研究发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力，为了找到影响细胞膜张力的原因，他们向油滴中添加各种物质。当加入蛋白质后，油滴表面张力明显下降，且与细胞膜表面张力差不多。
如何验证丹尼利和戴维森的假说？
1935年，丹尼利和戴维森
假说：细胞膜除了脂质，还含有蛋白质。
总结:
(1)在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。
(2)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
。
细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类
对细胞膜成分和结构的探索
问题3：细胞膜除了脂质还有什么成分呢？
1925年，戈特和格伦德尔
结论：磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架。
结论：磷脂分子层必然排列为连续的两层
问题2：磷脂分子在细胞膜中如何排布？
20世纪初，细胞膜的化学分析
结论：构成膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
1895年，欧文顿的细胞膜通透性实验
问题1：构成细胞膜的成分有哪些？
问题4：细胞膜上的蛋白质是如何分布的呢？
1959年，罗伯特森
现象：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构
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
对细胞膜成分和结构的探索
6~7nm
电镜成像特点：电子束照射物质，物质质量越大，穿过的电子越少，成像越暗
验证1：现象：变形虫吞噬草履虫
验证2：人-鼠细胞融合实验
1970年，Frye和Edidin
静态结构
结论1：细胞膜不是静态的
结论2：细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的
1959年，罗伯特森
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
问题5：细胞膜是静态结构吗？
对细胞膜成分和结构的探索
验证1：现象：变形虫吞噬草履虫
验证2：人-鼠细胞融合实验
1970年，Frye和Edidin
1959年，罗伯特森
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
静态统一结构
细胞膜具有流动性
结论1：细胞膜不是静态的。
结论2：细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。
翻转运动
问题5：细胞膜是静态结构吗？
验证3：其他实验表明磷脂分子也是可以运动的。
对细胞膜成分和结构的探索
钟摆运动
侧向扩散
自旋运动
蛋白质不对称分布
大量脂质和蛋白质
问题1：构成细胞膜的成分有哪些？
问题2：磷脂分子在细胞膜中如何排布？
问题4：细胞膜上的蛋白质是如何分布的呢？
问题5：细胞膜是静态结构吗？
亲水的头部朝向水溶液，疏水的尾部在内部构成磷脂双分子层，是细胞膜的基本骨架
蛋白质不对称分布
细胞膜具有流动性
对细胞膜成分和结构的探索
少量糖类
1972年，辛格和尼科尔森
流动镶嵌模型
流动镶嵌模型
1972年，辛格和尼科尔森
假说：流动镶嵌模型
结合教材P44-45页流动镶嵌模型的基本内容，小组完善自己的细胞膜模型。
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
镶嵌的具体方式：镶、嵌或贯穿
功能越复杂的膜，蛋白质的含量越多
膜具有流动性
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
流动镶嵌模型基本内容
植物细胞模式图
请你用科学探究的一般方法，探究植物细胞的边界植物细胞的
边界是细胞膜，还是细胞壁？
观察现象
提出假说
实验验证
得到结论
提出问题