生物人教版（2019）必修1 3.1细胞膜的结构和功能（共56张ppt）

(共56张PPT)
本章概览
细胞膜
细胞质
细胞的基本结构
流动镶嵌模型：
主要成分、基本支架、特性
结构探索
成分探索、
探索历程:
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
细胞核
细胞质基质
细胞器
无膜（核糖体、中心体）
功能：遗传信息库、细胞代谢和遗传的控制中心
单层膜（液泡、内质网、高尔基体、溶酶体）
双层膜（叶绿体、线粒体）
细胞器之间的分工合作、生物膜系统
结构：核膜、核仁、染色质、核孔
第三章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
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．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
活细胞的细胞膜具有选择透过性。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。
具有控制物质进出细胞的功能
细胞的边界：
细胞膜（质膜）
国家的边界：
边防线等
人体的边界：
皮肤和黏膜
一个系统总有它的边界
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？
细胞壁具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以不是真正的边界。
细胞壁的功能：支持、保护作用
植物：纤维素和果胶
细菌：肽聚糖
真菌：几丁质
1.将细胞与外界环境分隔开
推测的原始海洋景观图
细胞膜保障了细胞__________的相对稳定。
内部环境
使细胞成为___________的系统。
相对独立
细胞膜的功能
营养物质
(氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
废物
（CO2、尿素等）
不需要、有害的物质
(细菌、病毒)
控制的相对性
细胞膜功能特性：
选择透过性
细胞
2.控制物质进出细胞
分泌物
(抗体、激素等)
演示
受体
（1）通过分泌化学物质间接传递信息。（类型）
3.进行细胞间的信息交流
例子：
需要受体
受体的本质是糖蛋白
靶细胞
发出信号的细胞
（2） 通过细胞膜直接接触传递信息。（类型）
受体（糖蛋白）
信号分子
例子：
需要受体
胞间连丝
（3）通过形成通道传递信息。（类型）
例子：
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。
不需要受体
正误辨析
1.判断关于细胞膜成分和功能说法的正误
×
√
×
(1)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(　　)
(2)植物细胞之间的胞间连丝具有信息传递的作用(　　)
(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　　)
C
练习
1、细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是
A.图1是远距离的细胞间信息交流，图2是细胞直接接触
B.图2可以表示精子与卵细胞的识别
C.图1表示内分泌细胞产生激素，通过血液循环最终作用于靶细胞
D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
D
1.将细胞与外界环境分隔开
2.控制物质进出细胞----选择透过性(功能特性）
3.进行细胞间的信息交流
通过化学物质传递（如激素）
直接接触传递
通道传递（高等植物的胞间连丝）
小结：细胞膜的功能
结构决定功能
①
②
③
④
阅读书本第42页的思考与讨论，找出细胞膜成分探索历程与实验推论
二、对细胞膜成分的探索
时间：19世纪末（1895年）
实验：欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
（资料一）
提出：
细胞膜是由脂质组成的。
非脂溶性物质
脂溶性物质
科学家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。
为什么用哺乳动物的红细胞能制备出纯净的细胞膜呢？
（资料二）
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞壁；细胞内没有细胞核和其它众多的细胞器，可以避免其它膜的干扰,提取较纯正的细胞膜。
二、对细胞膜成分的探索
18
磷脂分子
CH2-N+(CH3)3
CH2
O
O=P-O-
C=O
CH2
CH2
…
CH
CH
CH2
CH2
CH2
C=O
CH2
CH2
…
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH-CH2
O
O
O
CH2
亲水头部
疏水尾部
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其衍生物所组成的分子，磷脂“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。
（资料三）　
二、对细胞膜成分的探索
时间：1925年
实验：荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。
结论：
细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。
（资料四）　
二、对细胞膜成分的探索
空气和水界面上
单分子排布
搅动后
水溶液中
形成球状的微团
双层脂分子的球形脂质体
二、对细胞膜成分的探索
二、对细胞膜成分的探索
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%）
时间：1935年
人物：英国学者丹尼利和戴维森
实验：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。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。
提出假说：推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
（资料五）　
细胞膜的成分
脂 质
蛋白质
糖 类
主要是磷脂、少量胆固醇（动物细胞膜）
（约50%）
（约40%）
（2%-10%）
小结：
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多
细胞膜主要成分：
细胞膜的成分：
脂质和蛋白质
脂质，蛋白质，糖类
探索细胞膜的结构
1959年，罗伯特森根据电镜下观察到“暗－亮－暗”的三层结构 。
假说：“三明治模型”（蛋白质－脂质－蛋白质）
资料一
细胞膜是静止不动的
“三明治模型”是否存在不足？它能解释白细胞吞噬病菌和变形虫的运动吗？
Year
人—鼠细胞融合实验
1959年
20世纪
60年代
1970年
用荧光染料标记膜表面蛋白质，利用荧光特性，来反映膜的相关信息。
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
小鼠细胞
细胞融合
杂交细胞
37 ℃
40min
结构特点
这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有一定的流动性
（荧光标记技术）
实验结论：细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的。
三、对细胞膜结构的探索
生物膜的结构特性：
一定的流动性
（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
变形虫正在吞噬一个草履虫
时间：1972年
人物：辛格和尼科尔森
提出：流动镶嵌模型
科学方法——提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
细胞膜膜结构
（1）细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的
（2）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。
细胞膜的流动镶嵌模型
补充：一层细胞膜和磷脂双分子层和磷脂分子层的关系。
1 细胞膜膜结构
（3）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。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多
1 细胞膜膜结构
（4）细胞膜的外表面还有糖类分子，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。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。
糖脂
判断细胞膜内外侧的方法：
细胞膜外侧：有糖被的一侧
细胞膜内侧：没有糖被的一侧
细胞膜两侧具有不对称性。
既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？
【答案】
一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙;
二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。
思考（P45)
水分子可以通过细胞膜。
2 结构特点------具有一定的流动性构成的。
（1）原因：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。
2 结构特点——具有一定的流动性构成的。
（2）意义：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。
（3）实例：
精卵结合、变形虫的运动、细胞分裂、白细胞吞噬细菌、胞吞和胞吐等。
D　
3 功能特性——选择透过性构成的。
（1）结构基础：膜上具有转运蛋白
（2）意义：控制物质进出细胞
功能特性:
细胞膜具有选择透过性
结构特性:
细胞膜具有一定的流动性
细胞膜易错点
(1)功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。
(2)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同：如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中没有。
(3)细胞膜是细胞的边界，因为其具有选择透过性；细胞壁是全透性的，不能作为细胞的边界。
(4)细胞膜的结构特性是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。
易错警示
细胞膜
结构
功能
2.控制物质相对进出
3.信息交流
1.将细胞与外界分隔
脂 质
蛋白质
糖 类
磷脂双分子层
镶、嵌、贯穿
糖蛋白
功能特点
结构特点
（选择透过性）
（流动性）
其中的糖类分子又叫：
糖被的作用：
磷脂双分子层　
基本支架　
一定的流动性　
蛋白质分子　
镶　
嵌入　
贯穿　
运动　
糖蛋白、糖脂　
外表面　
糖被　
细胞识别和信息传递等
填一填：
2．结构特点
有一定的__________。
流动性　
3.功能特点
具有一定的 。
选择透过性
脂质分子、蛋白质分子的运动
细胞膜具有一定的流动性
决定
细胞膜具有一定的选择透过性
基础
细胞膜的特点：
概念检测
1. 基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1）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。
（2）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进入。
（3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。
2.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
×
×
×
B
B
D
正误辨析
1.判断关于细胞膜成分和功能说法的正误
(1)构成细胞膜的脂质中含有磷脂、脂肪和胆固醇(　　)
(2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富(　　)
(3)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(　　)
(4)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(　　)
×
×
√
×
正误辨析
1.判断关于细胞膜成分和功能说法的正误
(1) 细胞膜的成分是恒定不变的(　　)
(2)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，蛋白质是固定不动的(　　)
(3) 糖被在细胞膜是呈对称分布(　　)
(4)向细胞内注射物质后，细胞膜表面会留下一个空洞。 (　　)
×
×
×
×
作业：
1.默写氨基酸的结构通式。（并标出相应结构）
2.画出核苷酸的图像，并标出磷酸，五碳糖，碱基。
3.画出细胞膜的流动镶嵌模型图，并标出相应的结构。