浙科版（2019）生物必修一 第二章第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系课件(共40张PPT)

(共40张PPT)
第二节　细胞膜控制细胞与周围环境的联系
概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。
1.通过模拟实验探究膜的透过性,分析质膜对物质出入的选择透过性。
2.通过分析质膜的结构组成与功能的关系,形成结构与功能观。
3.分析生物膜的结构模型,并能利用模型解释生物膜
相关功能。
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1
一、活动:通过模拟实验探究膜的透过性
1.实验原理
(1)透析膜:一种 ,水等小分子和离子可以自由通过,而蛋白质、淀粉等 则无法通过。
(2)实验所需的两种物质。
①淀粉:生物大分子,与 反应变蓝色。
②葡萄糖:小分子单糖,与 反应,在热水浴条件下产生 。
半透膜
大分子
碘-碘化钾溶液
本尼迪特试剂
红黄色沉淀
2.实验设置
碘-碘化钾溶液
本尼迪特试剂
葡萄糖溶液
组别 现象 结论
A 烧杯内棕色;透析袋内为蓝色 不能通过透析膜, 能通过透析膜 透析膜具有半透性,推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性
B 从烧杯内取出的蒸馏水出现红黄色沉淀 能通过透析膜
3.实验现象与结论
淀粉
碘
葡萄糖
清水煮菠菜,煮后的水变绿,试分析原因。
提示:菠菜经水煮,细胞膜失去选择透过性,细胞内的色素(叶绿素)进入水中,因此水会变绿。
二、细胞膜具有选择透过性
1.细胞膜
也称为 ,是细胞的边界,将细胞内与外界环境分隔开。
2.选择透过性
细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行,这一特性称为细胞膜的 。
质膜
选择透过性
细胞膜将细胞和外界环境分隔开,是单纯的隔离作用吗 并说明理由。
提示:不是;细胞膜不仅可以将细胞和外界环境分隔开以保障细胞内部环境的相对稳定,还能控制物质进出细胞,细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞,不需要的或有害的物质不容易进入细胞。
三、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
1.磷脂
(1)结构模型。
亲水
疏水
(2)模型解读。
①磷脂一端为“头”,含有P元素,具有亲水性,也称 性。
②磷脂另一端为“尾”,含有2条长长的 链,具有疏水性,也称 性。
(3)磷脂双分子层(细胞膜的基本骨架)。
在水中,不同磷脂分子 相对排列,内部形成一个疏水的环境, 朝向外侧,与水接触,这种双层结构称为磷脂双分子层。
极
脂肪酸
非极
疏水性的尾部
亲水性的头部
2.膜蛋白
(1)特性:有 部分和 部分。通常细胞的功能越多,其膜蛋白的 和 就越多。
(2)功能。
①选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,这类膜蛋白称为 。
②催化特定 。
③将同一组织的 紧密连接在一起。
④在细胞与外界的信息交流和 中发挥重要作用。
水溶性
脂溶性
种类
数量
转运蛋白
化学反应
相邻细胞
细胞识别
3.胆固醇
(1)分布及部位:存在于 细胞膜中,主要位于磷脂双分子层的
环境中。
(2)结构特点:具有一个很小的 基团,与磷脂头部连接。
(3)功能。
①通过与磷脂 的相互作用,限制磷脂分子运动、增加磷脂分子有序性。
②将磷脂分子 开以增强其运动性。
动物
疏水
亲水
脂肪酸链
分隔
1.科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解,说明细胞膜中具有什么成分 判断的依据是什么
提示:细胞膜中含有脂质。根据“相似相溶”原理。
2.人的消化液中含有许多能水解蛋白质的物质,称为蛋白酶。蛋白酶可以专一分解蛋白质。用蛋白酶处理细胞膜,会破坏细胞膜结构的
完整性,据此推断细胞膜中含有什么物质
提示:细胞膜中含有蛋白质。
四、生物膜具有流动性
1.生物膜的概念及特点
(1)概念:细胞内 称为生物膜。
(2)特点:不同部位的膜 不同,但具有相似的 .
和 。
所有的膜
功能
物质
组成
空间结构
2.流动镶嵌模型的主要内容
(1) 构成了生物膜的基本骨架。
(2)蛋白质分子有的镶在 ,有的全部或部分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 性。
(3)磷脂和蛋白质的位置不是固定的,生物膜具有一定
。
磷脂双分子层
磷脂双分子层表面
不对称
流动性
教材“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”中,两种颜色的荧光在整个细胞中都呈均匀分布,该结果可以说明什么 若在
20 ℃条件下进行该实验,细胞融合后两种膜蛋白平均分布的
时间大大延长,若在1 ℃条件下,两种膜蛋白便难以平均分布,
上述实验又说明什么
提示:构成膜结构的蛋白质分子是可以运动的。温度影响膜的
流动性(合理即可)。
五、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
1.植物的细胞壁
(1)主要成分: ,此外还含有果胶等。
(2)特点:具有全透性,水、离子和其他分子都极易通过细胞壁的
空隙,与细胞的 无关。
(3)作用:① 细胞,维持细胞形态,加强细胞的机械强度。②参与细胞间的相互 ,是 等化学信号传递的介质和通路。
2.其他细胞壁
真菌和大多数原核细胞同样具有细胞壁,但组成 和结构与植物不同。
纤维素
选择透过性
保护
粘连
激素
物质
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1.磷脂分子由亲水“头”部和疏水“尾”部构成,含C、H、O、P四种元素,有些磷脂还含有N元素。(　　)
2.模拟探究膜的透过性实验中,透析膜对分子的进出具有选择透过性。(　　)
提示:透析膜允许小分子物质通过,大分子物质不能通过,具有半透性。
√
×
3.若某细胞具有细胞壁,可以判定该生物肯定不是动物。
(　　)
4.环境温度较高时,胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性,
细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此
内侧的磷脂活动性较强。(　　)
提示:环境温度较低时,胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性,细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此
内侧的磷脂活动性较弱。
×
√
5.不同细胞膜中各组分的含量不同,与细胞的功能有关,如功能复杂的膜中,蛋白质的种类少但数量多。(　　)
提示:不同细胞膜中各组分的含量不同,与细胞的功能
有关,功能复杂的膜中,蛋白质的种类和数量多。
6.在细胞膜的外侧,有多糖和蛋白质相连,构成糖蛋白。糖蛋白分布在细胞膜外,是判断膜内外侧的主要依据。
(　　)
×
√
7.磷脂分子、膜蛋白及胆固醇共同构成了生物膜的基本骨架。(　　)
提示:生物膜的基本骨架由磷脂双分子层构成。
8.红细胞吸水达到一定程度会涨破,体现了细胞膜具有
流动性。(　　)
×
√
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任务一　探究膜的透过性
[任务突破]
比较半透膜与选择透过性膜
项目 半透膜 选择透过性膜
特性 小分子、离子能透过,大分子不能透过 水自由通过,被选择的离子和其他小分子可以通过,其他则不能通过
性质 半透性(透过物质取决于孔的大小) 选择透过性(主要取决于膜上蛋白质和能量供应)
状态 无生物活性 有生物活性
功能 渗透作用 渗透作用和其他生命活动
[迁移应用]
[典例1] 分别将淀粉溶液和葡萄糖溶液装入半透膜制成的透析袋内,再将透析袋置于蒸馏水中。装置静置一段时间后,A组在蒸馏水中
加入适量碘-碘化钾溶液,B组在蒸馏水中加入本尼迪特试剂。下列
叙述正确的是(　　)
A.A组、B组透析袋都会出现涨大的现象
B.A组透析袋内外的溶液将变蓝
C.B组透析袋内外都出现红黄色
D.B组透析袋内葡萄糖溶液浓度增大
√
解析:A组和B组透析袋内分别为淀粉溶液和葡萄糖溶液,二者浓度均大于蒸馏水的浓度,所以均会发生渗透吸水现象,透析袋体积都会增大;A组中的淀粉不能通过透析袋,而碘可以通过透析袋,所以A组中透析袋内的溶液变为蓝色,蒸馏水处不变蓝;本尼迪特试剂与还原糖需要在热水浴条件下反应出现红黄色,B组中透析袋内的葡萄糖可以透过透析袋,但透析袋内、外的溶液不会出现红黄色;由于葡萄糖可以通过透析袋外渗,同时水分子可以内渗,所以B组透析袋内葡萄糖溶液浓度会减小。
任务二　探究细胞膜的结构与功能
[任务突破1]
1.分析细胞膜的成分组成
(1)不同细胞膜的成分种类一般相同,但各组分的含量不同。功能越复杂的膜中,蛋白质的种类和数量越多。
(2)细胞膜的成分是可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜的成分发生变化,糖蛋白含量下降,有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(3)糖类分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂,都与细胞识别作用有关。糖蛋白分布于细胞膜外侧,据此可判断细胞的内、外侧。
2.辨析细胞膜的三大功能
功能 说明
保护细胞内部结构 细胞膜是细胞的边界,将细胞内与外界环境分隔开,是外界物质进入细胞的屏障
控制物质出入细胞 选择性地吸收营养物质和排出代谢产物
进行细胞 间的信息 交流 通过信息分子间接交流,如内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处,作用于目标细胞
细胞间直接交流,如精子和卵细胞之间的识别和结合
经特殊通道交流,如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·宁波高一期末)科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解
脂质物质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解,这些事实说明了组成细胞膜的物质中有(　　)
A.糖类和脂质 B.糖类和蛋白质
C.脂质和蛋白质 D.蛋白质和核酸
√
解析:分析题中的实验结果,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解,
这说明细胞膜的成分中含有脂质;细胞膜还能被蛋白酶分解,说明细胞膜的成分中含有蛋白质。
[任务突破2]
细胞膜的功能与结构的关系
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·七彩阳光高考研究联盟高一期中)血液透析膜是人工肾工作原理的结构和功能基础。当肾病患者的血液流经
人工肾时,血液透析膜能够把血液中的代谢废物滤去,然后把过滤后的血液返回病人体内。这是质膜在医学方面的应用,体现了质膜具有(　　)
A.全透性 B.半透性
C.选择透过性 D.一定的流动性
√
解析:由题意可知,透析型人工肾的作用是把病人血液中的代谢废物透析掉,其他物质保留在血液内,这模拟了生物膜的选择透过性,体现了质膜具有选择透过性。
[任务突破3]
生物膜流动镶嵌模型认知中的常见误区
(1)生物膜的流动镶嵌模型是一种物理模型,是根据科学事实制作的,不是真实的膜结构。
(2)模型中含有胆固醇,膜表面含有糖蛋白,因此该模型是细胞膜的结构模型,而不能表示其他膜结构模型。
(3)同种生物的相同细胞在不同时期,细胞膜的成分和物质含量会发生变化。同种生物不同细胞、不同生物的细胞,细胞膜的成分和物质含量也不同。
(4)构成动物细胞膜的脂质除磷脂外,还有胆固醇。
(5)不同生理状态下质膜的成分及功能分析。
①衰老细胞的质膜的通透性发生改变,物质运输功能
下降。
②代谢旺盛的细胞,物质运输速度快,需要的载体种类和数目多,质膜上的蛋白质种类和含量较多。
③模型中的糖蛋白仅位于膜的外侧。
[迁移应用]
[典例2-3] (2022·丽水高一期末)真核细胞的细胞膜结构模型如图所示,①～③表示物质。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞膜的基本骨架由①②构成
B.细胞之间的相互识别与③有关
C.细胞膜的功能主要通过①来实现
D.细胞膜流动性的大小受温度的影响
√
解析:细胞膜的基本骨架由②磷脂双分子层构成;③表示糖蛋白,细胞之间的相互识别与③糖蛋白有关;图中①表示蛋白质,蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,所以细胞膜的功能主要通过①蛋白质来实现;温度会影响物质的
热运动,所以细胞膜流动性的大小受温度的影响。