高中生物人教版必修一 课件 3.1 细胞膜的结构和功能(共30张PPT)

(共30张PPT)
第1节
细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
资料1：科学家用显微注射器将一种叫做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。
为什么伊红不会溢出细胞？
【功能1】将细胞与外界环境分隔开
原始地球环境
【功能1】将细胞与外界环境分隔开——系统的边界
原始海洋中有机物聚集进化出原始生命
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。
细胞膜出现
资料2：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
【思考】为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
【思考】为什么用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红？可能原因是什么，这一现象与细胞膜的功能有什么关系？
【功能2】控制物质进出细胞
资料3：
细胞
可“进”
不易“进”
可“出”
不可“出”
营养物质
对细胞有害的物质
抗体、激素等物质，细胞产生的废物
细胞内的核酸等重要成分
细菌、病毒等
【注意】细胞膜的控制作用是相对的！
功能特点：选择透过性
【功能2】控制物质进出细胞
资料4：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。
【思考】细胞之间是如何实现协调配合的？
【功能3】进行细胞间的信息交流
【思考】细胞之间信息交流的方式有哪些？
细胞分泌的化学物质，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）通过 传递信息
化学物质
内分泌细胞
靶细胞
激素
受体
【功能3】进行细胞间的信息交流
间接交流
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。
（2）通过 传递信息
细胞膜直接接触
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
直接交流
【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。
（3）植物细胞通过 传递信息。
通道（胞间连丝）
胞间连丝
通道交流
【功能3】进行细胞间的信息交流
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
【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？
结构→功能
间接交流
直接交流
通道交流
【思考】欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？
【资料1】1895年欧文顿：多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
细胞膜由脂质组成
二、细胞膜的成分
【资料2】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器。
【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？
【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。
亲水的头
疏水的尾
磷脂分子的结构
水
空气
【思考】磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？
【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
【问题1】该实验得出了怎样的推论？
水
水
【问题2】细胞膜上的磷脂分子是怎样排列的？
水
水
1层细胞膜含2层磷脂分子
【资料4】1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。
【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？
蛋白质
序号 实验过程与结果 实验结论
① 1895年欧文顿：多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
② 科学家利用哺乳动物的红细胞制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。
③ 1925年，科学家将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得単分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
细胞膜由脂质组成
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。其中磷脂含量最多。
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
④ 1935年，发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低，并接近细胞表面张力。
细胞膜除含脂质分子外，可能还有附有蛋白质。
__________（约50%）
__________（约40%）
主要
成分
____________（约2%~10%）
________（主要）
_________（动物细胞膜具有）
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
胆固醇
细胞膜
【资料5】神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。
细胞膜的功能主要由 决定，功能越复杂的细胞膜， 的
和 越多。
【思考】由上述材料可知，细胞膜的功能主要由哪一类物质决定？
蛋白质
蛋白质
种类
数量
【资料6】1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，据此提出细胞膜的结构假说：蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构。
蛋白质
蛋白质
脂 质
静态结构
三、细胞膜结构的探索
细胞分裂
变形虫运动
【资料7】1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人的细胞和鼠的细胞，然后将人—鼠细胞融合，一段时间后，不同颜色的荧光染料均匀分布在融合细胞膜表面。
【思考】该实验能够得出什么结论？
细胞膜具有流动性
【资料8】1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型，被多数人认同。
【提出假说】细胞膜结构的探索过程，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信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再进一步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】
流动镶嵌模型
四、细胞膜的结构
【自主学习】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？
4.什么叫糖蛋白？有什么功能？
①_______________是膜的基本支架。
磷脂双分子层
②_________________以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。
蛋白质分子
a.有的镶在磷脂分子层表面；
b.有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中；
c.有的贯穿于整个磷脂双分子层表面；
细胞膜流动镶嵌模型的主要内容
③细胞膜上 和 可以流动，因而细胞膜不是静止不动的，而是具有 。
流动性
磷脂
大多数蛋白质
④在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成_________，或与脂质结合形成_______，这些糖类分子叫做_______。
糖蛋白
糖脂
糖被
【注意】糖蛋白通常位于细胞膜的外侧，与细胞表面的识别、信息传递等密切相关。
【思考】细胞膜为什么能够选择性的控制物质进出细胞，这与其结构有什么关系？
结构：具有一定的流动性
功能：选择透过性
【小结】
细胞膜
细胞膜成分
主要成分：
成分特点：
细胞膜功能
将细胞与环境分隔开
控制物质出入细胞
进行细胞间信息交流
细胞膜结构
基本支架：
磷脂双分子层
结构特点：
具有一定的流动性
脂质和蛋白质，还有少量糖类
脂质中磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(　　)
(2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。(　　)
(3)细胞膜的成分是恒定不变的。(　　)
(4)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(　　)
(5)植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用。(　　)
(6)细胞膜的流动性与蛋白质没有关系。(　　)
(7)荧光染料标记人鼠细胞融合实验说明细胞膜具有流动性。(　　)
(8)一般选择鸡的红细胞制备细胞膜(　　)
(9)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量相对越多。( )
×
×
×
√
√
×
√
×
√
课堂检测
人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是(　　)
A.当温度增加到15 ℃以上时，膜的流动性发生变化
B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C.温度对膜蛋白的扩散有影响
D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
D
谢谢聆听