2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-3.1细胞膜的结构和功能课件（26张ppt）

(共26张PPT)
每种化合物都有很多功能，但每一种都不能单独完成生命活动，正如一堆建筑材料不可能让人居住一样 ，化合物必须有序地结合在一起形成细胞结构，才能成为一个基本的生命系统。
那么，细胞的基本结构是怎样的呢 细胞的各种结构又是怎样协调配合，共同完成生命活动的呢
——第3章 细胞的基本结构
细胞膜的结构和功能
1.细胞膜成分的探索
2.细胞膜结构的探索
3.细胞膜的功能
本节目标
一、细胞膜成分的探索
国家与国家之间有陆地、 海域、领空的边界; 细胞作为完整的生命系统，细胞与细胞间也有边界，细胞的边界是细胞膜，也叫质膜。细胞膜在细胞的生命活动中有什么作用呢？
研究细胞膜的功能，先要了解细胞膜的成分和结构！下列哪种细胞适合作为研究细胞膜的材料？
一、细胞膜成分的探索
哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和众多的细胞器，可以避免细胞膜与核膜、细胞器膜混在一起。
根据渗透原理，将红细胞置于蒸馏水中，使红细胞吸水涨破，细胞质中内容物留出。由于细胞膜和细胞质中的其他物质质量不同，通过离心法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯净的细胞膜。
一、细胞膜成分的探索
①1859年，欧文顿选用500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。你从以上实验能得出什么结论？
②科学家利用哺乳动物成熟的红细胞制备出的纯净细胞膜，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。
细胞膜的组成成分中含有脂质。
亲水
疏水
一、细胞膜成分的探索
③1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。
细胞膜中的磷脂分子是双层的。
细胞膜的两侧都有水存在，同学们尝试着想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水
水
水
空气
水
空气
一、细胞膜成分的探索
④1935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小于油—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，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。
⑤20世纪初，科学家发现细胞膜不仅会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。
细胞膜中还含有蛋白质分子
一、细胞膜成分的探索
（磷脂最丰富,动物细胞中还含有少量的胆固醇）
（细胞膜功能越复杂，蛋白质种类和数量越多）
细胞膜的成分
脂质 大约占50%
蛋白质 大约占40%
糖类 大约占2%—10%
二、细胞膜结构的探索
脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？
①1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。提出假说：细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质构成的三层静态统一结构（三明治模型）
细胞膜结构电镜照片
变形虫摄食
细胞生长
二、细胞膜结构的探索
随着新技术手段不断应用于生物膜的研究，一些学者使用更先进的冰冻蚀刻电镜技术发现脂双层中分布有蛋白质颗粒，膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中。
二、细胞膜结构的探索
②1970年科学家将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质分子用不同荧光染料标记后融合。
人细胞
小鼠细胞
细胞
融合
37℃
40min
结论：蛋白质分子是可以运动的 ,说明细胞膜具有流动性；流动性是细胞膜重要的结构特性。
二、细胞膜结构的探索
③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。
流动镶嵌模型认为,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。
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。体现了膜内外结构的不对称性。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
二、细胞膜结构的探索
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。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。
二、细胞膜结构的探索
糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂，这些糖类分子称为糖被，与细胞识别、细胞间信息传递等功能密切相关。
1.构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪、胆固醇
2.罗伯特森在高倍显微镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构
3.罗伯特森提出的细胞膜的静态结构模型不能解释细胞的生长现象
4.构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的
5.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
6.糖被在细胞膜上呈对称分布
7.细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能
×
×
√
×
×
√
×
8．科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为：（　　）
A.哺乳动物红细胞容易得到
B.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构
C.哺乳动物红细胞在水中容易涨破
D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到
Ｂ
9.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）
A 细胞膜具有一定流动性
B 细胞膜是选择透过性
C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
C
10.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）
A 保护作用 B 一定的流动性
C 主动运输 D 选择透过性
B
三、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
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。
分泌物
废物
CO2、尿素等
抗体、激素等
（水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等）
营养物质
病毒病菌
2.控制物质进出
细胞膜的控制作用是相对的
台盼蓝染液
为什么活细胞不能被染色，死细胞会被染成蓝色？
三、细胞膜的功能
细胞膜功能特性：具有选择透过性
激素
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。
三、细胞膜的功能
3.进行细胞间的信息交流
（1）通过细胞分泌化学物质完成间接交流
三、细胞膜的功能
3.进行细胞间的信息交流
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
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。例子：精子和卵细胞的识别和结合。
（2）通过细胞膜接触直接完成信息交流
三、细胞膜的功能
3.进行细胞间的信息交流
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。
化学成分：
纤维素和果胶
功能：
支持和保护
拓展：为什么细胞壁不被视为细胞的边界？
很多细胞不具有细胞壁结构
细胞壁通常为全透性，不能作为“边界”存在
1．下列哪一项不属于细胞膜的功能？（　　）
A．控制物质进出细胞　　
B．将胰岛细胞形成的胰岛素，分泌到细胞外
C．提高细胞内化学反应的速率　　
D．作为系统的边界，维持细胞内环境的稳定
Ｃ
2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（ ）
A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
B细胞膜表面有糖蛋白
C细胞膜具有一定的流动性
D细胞膜具有选择透过性
B
3.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质,容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
4.细胞膜是细胞的一道屏障， 只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入
5.植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用
6.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
B
×
×
√