3.1细胞膜的结构和功能（共28张ppt）高中生物人教版（2019）必修1

(共28张PPT)
第三章 第1节
细胞膜的结构和功能
鉴定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。
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，台盼蓝能进入细胞而呈蓝色。
思考:
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？
一、 细胞膜的功能
细胞的边界
细胞膜（质膜）
国家的边界
边防线
人体的边界
皮肤和黏膜
地球的边界
大气层
系统的边界
一、 细胞膜的功能
①将细胞与外界环境分隔开
膜的出现对生命起源过程至关重要
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。
推测的原始海洋景观图
一、 细胞膜的功能
营养物质
(氨基酸、葡萄糖等）
代谢物和分泌物
(CO2、尿素、抗体、激素等)
不需要、有害的物质
(细菌、病毒)
控制的普遍性
DNA
×
②控制物质进出细胞
控制的相对性
③进行细胞间的信息交流
物质传递（如胰岛素）
接触传递（如精卵识别）
通道传递（如高等植物的胞间连丝）
一、 细胞膜的功能
1.(1)通过细胞分泌的__________等“信息分子”交流。如：__________。
(2)通过________相互接触交流。如：精子和卵细胞之间的识别和结合。
(3)通过通道交流。如：植物细胞的_________。
2.细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面(　　)
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
②细胞产生的代谢废物可以排出细胞
③细胞内核酸等重要成分不会流出细胞
④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞
A．①②③　　 B．①②④　　　C．②③④　 D．①③④
练一练
A
激素　
胰岛素　
细胞膜　
胞间连丝　
细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
一、 细胞膜的功能
除了以上的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。
----选择透过性
物质传递
接触传递
通道传递（胞间连丝）
二、 对细胞膜成分的探索
1895年 欧文顿
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
提出假说：膜是由脂质组成的
相似相溶原理
实验：选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。
发现：凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
二、 对细胞膜成分的探索
20世纪初 为了确定细胞膜中脂质成分的类型，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，一其中磷脂含量最多。
①无细胞壁，细胞容易吸水涨破。
②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜；
为什么选用哺乳动物的红细胞作为材料？
二、 对细胞膜成分的探索
将细胞置于低渗溶液中，细胞吸水涨破，内容物流出，得到混合液
实验步骤
根据内容物和细胞膜密度不同，进行密度梯度离心
对细胞膜进行化学成分分析，发现细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
二、 对细胞膜成分的探索
CH
CH2
CH2
O
C=O
CH-CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C=O
CH2
O
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
=
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ˉ
N
+
（CH ）
3
3
O
O
O=P
ˉ
O
甘油
脂肪酸
尾部
头部
(亲水)
(疏水)
磷酸
思考：
多个磷脂分子在水中怎样排列？
磷脂分子
二、 对细胞膜成分的探索
1925年（荷兰）戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，检测其面积。测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
据此推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
二、 对细胞膜结构的探索
思考：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？
S单层磷脂 = 2S红
因为磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，所以在水——空气的界面上磷脂分子是头部向下与水面接触，尾部则朝上向空气的一面。
二、 对细胞膜成分的探索
1.磷脂双分子在细胞膜上又是如何排布的呢？
2.如果将磷脂分子置于水——苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
讨论
苯
水
二、 对细胞膜成分的探索
1935年 丹尼利和戴维森
研究膜的张力，发现：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
（人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低）
据此推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
二、 对细胞膜成分的探索
分析比较下列数据，概括细胞膜成分的异同。
细胞类型 蛋白质% 磷脂% 固醇% 糖类等其
他成分%
哺乳动物红细胞 49 33 10 8
玉米叶肉细胞 47 26 7 20
大肠杆菌 75 25 0 0
脂 质：约占50%
（磷脂最丰富，含少量胆固醇）
蛋白质：约占40%
糖 类：占2~10%
膜的主要成分是脂质和蛋白质
二、 对细胞膜成分的探索
成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用
脂质 约50% 脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还有少量的胆固醇
蛋白质 约40% 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
糖类 2~10% 糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用
二、 对细胞膜结构的探索
脂质（主要是磷脂）和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的呢？
1959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。
推测：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，也称 “三明治”静态结构模型
二、 对细胞膜结构的探索
思考：
这种“三明治”静态结构模型有什么不足呢？
细胞的生长
变形虫的变形运动
白细胞吞噬细菌
受精时细胞融合
膜静态模型不能解释下列现象：
二、 对细胞膜结构的探索
1970年人——鼠细胞荧光标记融合实验
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。
证据表明：细胞膜具有流动性
二、 对细胞膜结构的探索
1972年 辛格和尼科尔森 提出：流动镶嵌模型
三、流动镶嵌模型的基本内容
①有的镶嵌在磷脂双分子层表面（镶嵌）
②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中（嵌入）
③有的贯穿于整个磷脂双分子层（贯穿）
-----膜的基本支架
磷脂双分子层
蛋白质分子
基本内容
糖类
糖蛋白
糖脂
糖被（分布在细胞膜外侧，承担细胞识别、细胞间信息交流的作用）
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。
三、流动镶嵌模型的基本内容
- 膜的流动性VS选择透过性 区别
联系 结构特点
功能特点
膜只有具有流动性，才能表现其选择透过性，如果细胞膜中部分蛋白质充当了载体，运输物质进出细胞，只有它是运动的，才能运输物质。
三、流动镶嵌模型的基本内容
1.细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。右图所示的模型主要体现了细胞膜的哪种功能？（　　）
A. 将细胞与外界环境分隔开
B. 把细胞分隔成许多小区室
C. 进行细胞间的信息交流
D. 促进物质在血液中的运输
练一练
C
三、流动镶嵌模型的基本内容
2、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
三、流动镶嵌模型的基本内容
3.科学家将哺乳动物成熟的红细胞放入蒸馏水中，造成红细胞破裂，出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，其主要成分是（　　）
无机盐、蛋白质
B. 蛋白质、糖类
C. 脂肪、蛋白质
D. 脂质、蛋白质
D
THANKS