2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修一课件：3.1细胞膜的结构和功能(1)（25张ppt）

(共25张PPT)
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜的结构和功能
用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞（放大200倍）
1.为什么活细胞不能染色，而死细胞能被染色？
2.据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。
小资料：科学家用显微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。
思考：伊红充满细胞却不能溢出细胞，说明了什么
细胞膜的出现在进化方面的意义：在原始海洋这盆“热汤”中,膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它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。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
功能1、将细胞与外界环境分隔开
2、控制物质进出细胞
思考：外界环境中不可避免的还存在一些有害物质、病菌和病毒等，它们能进入细胞吗？
3、进行细胞间的信息交流
细胞之间是否存在着信息交流？方式是什么？
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。
细胞间的信息交流方式
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。
内分泌细胞分泌的激素(如胰岛素),随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。
1、下列哪项叙述的不是细胞膜的功能( ) A.将细胞和环境分开 B.控制物质进出细胞 C.进行细胞间的信息交流 D.对细胞起支持和保护的作用
2、下列不属于细胞间信息交流方式的是( )
A.相邻细胞膜间的接触 B.植物细胞间的胞间连丝 C.外界物质进入细胞内 D.激素与靶细胞膜上的受体结合
D
C
资料一：1895年，欧文顿(E.Overton)用50多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：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。 据此推测：细胞膜是由脂质组成的。
资料二：为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
资料三：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。 1925年，两位荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
资料四：1935年,英国学者丹尼利(J.F.Danielli)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—水界面的表面张力。由于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，因此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。
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？
2.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？
限于当时的技术条件，人们无法看到细胞膜，也无法对膜的成分提取与检测，是通过对现象的推理分析来探究膜成分的。
磷脂头部由亲水的磷酸构成，尾部由疏水的脂肪酸构成，在空气一水界面上，头部与水接触，而尾部位于空气中，铺成单层分子。科学家根据人成熟的红细胞中无核膜和细胞器膜，只有细胞膜，单层磷脂分子的面积为细胞膜的2倍，推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论。
3.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？
4. 如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
磷脂分子在水里，亲水的头部与水接触，而疏水的尾部不与水接触，尾部相互结合形成双层结构才能稳定存在，因此排成两层，使两层磷脂的尾部不与水接触。 由于细胞膜的内侧和外侧是液体环境，可推测细胞膜是由磷脂双分子层构成的。
将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中,其分布应该是磷脂分子围成一圈，将苯围在中间，周围是水。亲水头部靠近水，疏水尾部靠近苯。
含量：（ ） 1.细胞膜的成分 含量：（ ）
含量：（ ）
2.细胞膜主要成分： 。
3.细胞膜的功能与哪种成分密切相关？ 。
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量 。
脂质
蛋白质
糖类
占50%
占40%
占2%~10%
脂质和蛋白质
蛋白质
越多
1959年
罗伯特森提出膜的三层静态统一结构
两层暗
一层亮
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的统一结构。
缺陷：不能解释细胞膜的流动性，如细胞的生长
1959年
罗伯特森提出膜的三层静态统一结构
进行人鼠细胞融合实验
1970年
细胞融合
40min
37 ℃
小鼠细胞
人细胞
红色荧光染料标记的膜蛋白
绿色荧光染料标记的膜蛋白
正在融合的细胞
融合细胞
结论：
1959年
罗伯特森提出膜的三层静态统一结构
进行人鼠细胞融合实验
辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型
1970年
1972年
流动镶嵌模型
1、下列关于生物膜的探索历程的描述,正确的是( )
A.罗伯特森根据脂溶性物质更容易通过细胞膜,提出膜是由脂质组成的 B.20世纪初通过对红细胞的细胞膜的化学成分分析提出:膜的主要成分是蛋白质和脂质 C.欧文顿认为生物膜是由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成的 D.1970年,人鼠细胞杂交实验表明,细胞膜具有选择透过性
2、提出生物膜流动镶嵌模型的科学家是( )
A.欧文顿 B.罗伯特森 C.桑格和尼克森 D.施莱登和施旺
3、在人类对生物膜结构的探索历程中,罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是( )
A.两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架 B.两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧 C.两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质 D.两种模型都认为组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
B
C
C
蛋白质
糖蛋白
胆固醇
磷脂
转运蛋白
糖脂
糖链
细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、保护和润滑以及胞间信息交流等有密切联系）
1、下列哪项不属于生物膜流动镶嵌模型的基本内容( )
A.磷脂双分子层构成膜的基本支架 B.蛋白质以不同的方式镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层 C.磷脂双分子层具有流动性,蛋白质分子也可以运动 D.磷脂分子和蛋白质分子是静止的
D
THANKS