高中生物人教版（2019） 必修一 3.1细胞膜的结构和功能（课件共29张PPT）

(共29张PPT)
第3章 第1节
细胞膜的结构和功能
人教版（2019 ） 必修一
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：
问题探讨
第1节 细胞膜的结构和功能
2．据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
1．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
1.将细胞与外界环境分隔开
新知讲解
一、细胞膜的功能
在原始海洋，膜的出现是生命起源的至关重要阶段。膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统，为细胞的生命活动提供了一个稳定的内部环境。
原始海洋景观图
新知导入
2.控制物质进出细胞
一、细胞膜的功能
废物
释放到细胞外发挥作用的物质
演示
不需要或对细胞有害的物质
需要的物质
新知讲解
演示
(1) 物质传递
3.进行细胞间的信息交流
一、细胞膜的功能
新知讲解
(2) 接触传递
3.进行细胞间的信息交流
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
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。
演示
一、细胞膜的功能
新知讲解
(3) 通道传递
3.进行细胞间的信息交流
一、细胞膜的功能
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胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用
胞间连丝
新知讲解
结构和成分决定功能！
一、细胞膜的功能
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的，但细胞膜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。
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细胞膜
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溶于脂质的物质
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不溶于脂质的物质
发现脂质更容易通过细胞膜。
提出假说：
细胞膜是由脂质组成的
实验：
时间：1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。
相似相溶
二、对细胞膜成分的探索
1.欧文顿实验
新知讲解
从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。
二、对细胞膜成分的探索
1.欧文顿实验
新知讲解
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析,还是通过膜成分的提取和检测？
思考：
二、对细胞膜成分的探索
2.制备细胞膜
新知讲解
实验：科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜
化学分析表明：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
亲水头部
疏水尾部
磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
磷脂分子结构式
磷脂分子模型
磷脂分子示意图
在水中形成的磷脂双分子层模式图
实验：
时间：1925年
从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍
二、对细胞膜成分的探索
3.戈特和格伦德尔的实验
新知讲解
人物：荷兰科学家戈特（E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)
提出假说：
细胞膜中的磷脂是双层的
水
空气
实验：
时间：1925年
从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍
二、对细胞膜成分的探索
3.戈特和格伦德尔的实验
新知讲解
人物：荷兰科学家戈特（E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)
提出假说：
细胞膜中的磷脂是双层的
思考：根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层 科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的
实验：
时间：1925年
从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍
二、对细胞膜成分的探索
3.戈特和格伦德尔的实验
新知讲解
人物：荷兰科学家戈特（E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)
提出假说：
细胞膜中的磷脂是双层的
磷脂分子的“头部”亲水,尾部疏水,所以在水一空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,“尾部”则朝向空气的一面。科学家因测得从红细胞中提取的脂质,铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
1.单层磷脂分子在水面如何排列？在水中如何排列？
二、对细胞膜成分的探索
思考讨论：
新知讲解
空气
水
亲水的接“头部”与水触，疏水的“尾巴”远离水
2.细胞膜的两侧都有水存在，两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
二、对细胞膜成分的探索
思考讨论：
新知讲解
二、对细胞膜成分的探索
4.丹尼利和戴维森的实验
新知讲解
后来研究发现：细胞膜主要由脂质（50%）和蛋白质（40%）组成。此外还有少量的糖类（2-10%）
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。
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。
1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。
无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动
“三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
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。
实验：在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成
时间：1959年
1.罗伯特森的研究
新知讲解
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
三、对细胞膜结构的探索
结论：细胞膜具有流动性
实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合
时间：1970年
2.人鼠细胞融合实验
新知讲解
人物：Larry Frye等人
三、对细胞膜结构的探索
3.桑格和尼克森的模型
新知讲解
在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。
三、对细胞膜结构的探索
1.细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架，其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，因此具有屏障作用。
新知讲解
四、流动镶嵌模型的基本内容
2.蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
新知讲解
四、流动镶嵌模型的基本内容
3.细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现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
新知讲解
四、流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
合作探究
细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被( glycocalyx)。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。。
四、流动镶嵌模型的基本内容
课堂小结
四、流动镶嵌模型的基本内容
2.细胞膜的成分
（1）细胞膜主要由脂质（磷脂）和蛋白质组成，还有少量糖类
1.细胞膜的功能
（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
（2）蛋白质对细胞膜的功能有重要的作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量约多
课堂小结
四、流动镶嵌模型的基本内容
3.细胞膜的结构-流动镶嵌模型
①有的镶嵌在磷脂双分子层表面；
②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中；
③有的横跨整个磷脂双分子层。体现了膜结构内外的不对称性）
磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性。
-----膜的基本支架
磷脂双分子层
蛋白质分子
课堂练习
（2021·浙江·高考真题） 质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C．物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关
D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
D
第1节 细胞膜的结构和功能
作业布置
课后实践：
发掘身边可利用的废旧物品，进行生物膜模型的构建吧！
思考：哪些材料能够更好地体现细胞膜的结构特点呢？
具体操作流程可参见教材以及配套光盘
第1节 细胞膜的结构和功能