生物人教版（2019）必修1 3.1细胞膜的结构和功能（共59张ppt）

(共59张PPT)
水
（70%~90%）
蛋白质
（7%~10%）
糖类和核酸
（1%~1.5%）
脂质
（1%~2%）
组成细胞的主要化合物及相对含量
无机盐
（1%~1.5%）
将组成细胞的分子等比例放入烧杯，能不能完成各项生命活动？
组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。
人教版（2019） 必修1 《分子与细胞》
第3章 细胞的基本结构
基本结构
人教版（2019） 必修1 《分子与细胞》
第1节 细胞膜的结构和功能
第3章 细胞的基本结构
细胞的边界
国家的边界
人体的边界
细胞的边界？？
问题探讨
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。
具有控制物质进出的功能。
细胞的边界——细胞膜
细胞膜
细胞作为基本的生命系统，其边界就是细胞膜，也称质膜
一、细胞膜的功能
推测的原始海洋景观想象图
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。
一、细胞膜的功能
细胞需要的物质
营养物质：水、无机盐、氨基酸等
不需要的物质
抗体、激素等物质
代谢废物
CO2等
细胞
细胞膜的控制作用是相对的
细胞有用的成分
细胞的功能特性：选择透过性
一、细胞膜的功能
方式一：间接传递
实例：内分泌细胞与靶细胞间、神经细胞间
一、细胞膜的功能
方式二：直接传递
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。
实例：精子与卵细胞间
一、细胞膜的功能
方式三：通道传递
胞间连丝
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。
特别提醒：
1.该方式中没有受体参与
2.通道具有信息交流功能的同时还有物质运输的功能
实例：植物细胞的胞间连丝
一、细胞膜的功能
通过信息分子间接交流
细胞间直接交流
经特殊通道交流
课堂练习
C
2.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解,错误的是(　　)
A.细胞需要的物质可以进入细胞
B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞
C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外
D.由于细胞膜的存在,致病的病毒、细菌等都不能进入细胞
D
3.如图为细胞间信息交流的一种方式，下列有关叙述不正确的是（ )
A.图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
B. 图中乙细胞表示靶细胞
C.图中a表示信号分子，其本质不一定是蛋白质
D.图b表示细胞膜上的信号分子
D
4.红萝卜组胞的液泡中含有紫红色的花青素，将红萝卜切成小块放到水中，水的颜色无明显变化，若进行加热，随水温的升高，水的颜色逐渐变红，其原因是 ( )
A.细胞壁在加温后受到破坏
B.加温使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜
C.水温升高，花青素溶解度加大
D.加温使细胞膜失去控制物质进出功能
D
探究 一 对细胞膜成分的探索
二、对细胞膜成分的探索
欧文顿
1895年
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
讨论1:
最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
膜是由脂质组成
对细胞膜成分的探索
成分提取实验
通过化学分析，得知组成细胞膜的脂质有哪些？
为什么选择哺乳动物的红细胞制备纯净的细胞膜？
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核以及各种具膜的细胞器
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
欧文顿
1895年
对细胞膜成分的探索
亲水“头”部
（极性）
疏水“尾”部
（非极性）
对细胞膜成分的探索
成分提取实验
欧文顿
1895年
戈特、格伦德尔1925年
脂质分子必然排列为连续的两层
对细胞膜成分的探索
讨论2：
根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气-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？
水
空气
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。
单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍
对细胞膜成分的探索
A
B
C
在水中形成的磷脂双分子层模式图
水
水
细胞膜的两侧都有水环境存在，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？
对细胞膜成分的探索
成分提取实验
欧文顿
1895年
戈特、格伦德尔1925年
丹尼利、戴维森1935年
推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
二、细胞膜的成分
脂质（约50%）
蛋白质（约40%）
糖类（约2%~10%）
磷脂的含量最丰富，此外还有少量的胆固醇
蛋白质在细胞膜行使功能时起着重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
三、对细胞膜结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
罗伯特森
1959年
细胞膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成
细胞膜结构的电镜照片
静态的统一结构
三、对细胞膜结构的探索
三、对细胞膜结构的探索
罗伯特森
1959年
人鼠细胞融合实验
1970年
这一实验，以及相关的其他实验证据表明：细胞膜具有流动性
三、对细胞膜结构的探索
罗伯特森
1959年
人鼠细胞融合实验
1970年
辛格、尼科尔森
1972年
流动镶嵌模型
四、流动镶嵌模型的基本内容
阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答下列问题：
1. 细胞膜的基本支架是什么？
2. 蛋白质在细胞膜上如何分布？
3. 细胞膜具有流动性的原因是什么？
4. 什么是糖被？有什么功能？
三、对细胞膜结构的探索
蛋白质( )在磷脂双分子层中。
镶在、
物理科学家在低温下将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面（冰冻蚀刻法）
嵌入、
贯穿
四、流动镶嵌模型的基本内容
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。
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。
4、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。
结构特点：流动性
四、流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。
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，具有屏障作用。
蛋白质分子以不同方式镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层。
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。
结构特点：流动性
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
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或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
科学方法
假说
验证
观察与实验
白或糖脂，
检测练习
1.异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞的排斥，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.细胞膜具有选择透过性吞噬细菌
B.细胞膜具有一定的流动性
C.细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂
D.细胞膜的外表面有糖蛋白
D
检测练习
2.细胞膜的功能由其结构决定的，下列相关叙述错误的是（ ）
A.细胞膜的脂质结构使得溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.由于磷脂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
【典题例析】
　(2022·珠海高一检测)如图为细胞间信息交流的一种方式,下列有关叙述不正确的是(　　)
A.图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
B.图中乙细胞表示靶细胞
C.图中a表示信号分子,其本质不一定是蛋白质
D.图中b表示细胞膜上的信号分子
D
【即学即练】
1.细胞是开放的生命系统,细胞膜是系统的边界。有人说:“把细胞膜比喻为围墙,不如
比喻为细胞的大门。”对这句话的评价错误的是(　　)
A.细胞膜的脂质成分可以阻挡大部分极性分子,比喻为围墙有道理
B.细胞膜上有专门供某种物质通过的通道蛋白,就像围墙上开了小门
C.细胞膜作为细胞的大门,可以控制物质进出,将对细胞有害的物质全部拒之门外
D.细胞代谢所需原料和代谢产生的废物都要经过细胞膜,所以细胞膜是细胞的大门
C
2.如图为某生理活动的一个过程,这一过程体现出的细胞膜功能是(　　)
A.控制物质进出细胞
B.具有一定的流动性
C.具有选择透过性
D.进行细胞间的信息交流
D
【典题例析】
　如图是真核细胞细胞膜的亚显微结构模式图①,①~③表示膜的组成物质②。下列叙述错误的是(　　)
A.①与细胞表面的识别有密切关系
B.②在细胞膜上的分布是均匀对称的
C.③是由甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物等组成的
D.③具有流动性,大多数②也可以运动
B
【即学即练】
1.人体白细胞能进行变形运动,穿出毛细血管壁,吞噬侵入人体的病菌,这个过程的完成依靠细胞膜的(　　)
A.选择透过性 B.保护作用
C.流动性 D.扩散
2.如图为细胞膜的流动镶嵌模型。下列各项中,不是细胞膜中磷脂分子形成双层结构原因的是(　　)
A.磷脂分子有亲水的头部
B.磷脂分子有疏水的尾部
C.细胞膜内外环境都是水环境
D.使细胞膜结构更加坚固
C
D
【基础必会练】(50分)
一、选择题(共5题,每题6分,共30分。每题只有1个选项符合题意)
1.“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”证明了(　　)
A.细胞膜将细胞与外界环境分隔开
B.细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的
C.细胞膜是选择透过性膜
D.细胞膜上的磷脂分子可以自由移动
八　细胞膜的结构和功能
B
2.使磷脂类特别适于形成细胞膜的特性是(　　)
A.它们是疏水的
B.它们是亲水的
C.它们迅速吸水
D.它们既是亲水的又是疏水的
D
3.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解,错误的是(　　)
A.细胞需要的物质可以进入细胞
B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞
C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外
D.由于细胞膜的存在,致病的病毒、细菌等都不能进入细胞
D
【补偿训练】
(2021·杭州高一检测)红萝卜细胞的液泡中含有紫红色的花青素,将红萝卜切成
小块放到水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随水温的升高,水的颜色逐渐
变红,其原因是(　　)
A.细胞壁在加温后受到破坏
B.加温使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜
C.水温升高,花青素溶解度加大
D.加温使细胞膜失去控制物质进出功能
D
4.细胞膜与其完成各种生理功能相适应,极为重要的结构特点是(　　)
A.磷脂排列成双分子层
B.球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中
C.两侧膜物质分子排列不对称
D.膜物质分子的运动使其具有流动性
D
5.对细胞膜结构的探索经历了漫长的历程,下列结论(假说)错误的是(　　)
A.脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜的组成成分中含有脂质
B.提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是红细胞表面积
的2倍,说明膜中的脂质分子排列为连续的两层
C.电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构,罗伯特森认为生物膜由脂
质—蛋白质—脂质三层结构构成
D.人鼠细胞杂交实验证明细胞膜具有流动性
C
二、非选择题(共20分)
6.如图表示细胞膜的亚显微结构模式图,请据图回答:
(1)图中构成细胞膜基本支架的结构是[___]_______。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[____]_______。
(3)巨噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有____性。
(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜
上的__________。
(5)细胞膜的这种结构模型被称为__________________。
(6)由于__________的分布使细胞膜的结构表现出不对称性。
细胞质位于图中的________(填“M侧”或“N侧”)。
D
磷脂双分子层
E
糖蛋白
流动
蛋白质
流动镶嵌模型
蛋白质
N侧
【能力进阶练】(30分)
一、选择题(共3题,每题6分,共18分)
7.图甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图。
下列叙述错误的是(　　)
A.图甲中的③是细胞膜的基本支架
B.图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分
C.图甲中②与细胞的选择吸收有关,①②可作为
气味分子的受体并完成信息的传递
D.将图乙平展在水面上,a部分与水面接触
B
8.据最新研究发现,内皮素在皮肤中分布不均,是造成色斑的主要原因。
内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和黑色素细胞膜的受体结合,使内皮素失
去作用,这为美容研究机构带来了福音。分析上述材料体现了细胞膜
的哪项功能(　　)
A.细胞膜中磷脂含量越高,功能越复杂
B.细胞膜能控制物质进出细胞
C.细胞膜具有信息交流的功能
D.细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质
C
9.细胞膜是系统的边界,下列关于其结构和功能的说法
错误的是(　　)
A.在光学显微镜下能够清晰地观察到细胞膜的结构
B.细胞膜中蛋白质种类和数量越丰富,功能越复杂
C.蛋白质可以通过细胞膜运输到细胞外,核酸则不能
D.心肌细胞是高度分化的细胞,其细胞膜也具有流动性
A
二、非选择题(共12分)
10.在人体局部发炎时,由发炎部位细胞发出信号,使该处的毛细血管壁细胞表达出膜上的P选择蛋白(一种跨膜蛋白),血浆中的白细胞与毛细血管壁细胞之间识别、黏附并移出血管(如图),最后进入感染部位的组织中,吞噬病原体。据图回答下列问题:
(1)图中②③过程体现细胞膜具有______的结构特点。
(2)细胞膜的化学成分主要是_____________;不同细
胞膜的功能不同,从组成成分分析,主要原因是
______________________________________。
(3)白细胞与毛细血管壁细胞之间能相互识别是因为
白细胞膜上的糖被与P选择蛋白有相互识别作用,体现了细胞膜的____________功能。
流动性
脂质和蛋白质
膜上蛋白质的种类和数量不同
信息交流
【尖子生选练】(20分)
11.研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。随后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如图1。检测该区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线,如图2。请回答问题:
(1)细胞膜的主要成分是_________,此外
还含有____ __等物质。构成其结构的基
本支架为____________。实验中通常对
膜蛋白进行荧光标记。
糖类
脂质和蛋白质
磷脂双分子层
(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,推测其可能的原因有:①被漂白物质的荧光会自行恢复;②被漂白区域内外分子________的结果。
(3)研究发现如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有________作用,该结果支持推测________(填“①”或“②”)。
(4)最终恢复的荧光强度比初始强度低,可能的原因是什么 ______________。
②
限制
相互运动
荧光强度会自主下降
或某些分子处于相对静止状态
白或糖脂，