3.1 细胞膜的结构和功能课件（29张ppt）-2023-2024学年高一生物（2019人教版必修1）

(共29张PPT)
必修一 分子与细胞
第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
为什么死细胞被染色，活细胞不被染色？
死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，活细胞的细胞膜具有选择透过性。
细胞膜具有控制物质进出的功能
问题探讨
科学家常用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。
一个国家有陆地、海域、领空的边界，皮肤和黏膜是人体的边界。边界的存在对于维持国家及机体的稳定至关重要！
细胞的边界是细胞膜(质膜)。细胞膜在细胞的生命活动中起什么作用呢？
一、细胞膜的功能
（一）将细胞与外界环境分隔开
细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并保障了细胞内部环境的相对稳定。
原始海洋景观图
（二）控制物质进出细胞
活细胞的细胞膜具有选择透过性，这种控制既具有普遍性，又具有相对性。
营养物质
进
病毒病菌
阻
代谢废物
分泌物
出
细胞膜的控制作用是相对的，一些病毒、病菌仍能突破细胞膜这层屏障，进入细胞，造成损伤。
（三）进行细胞间的信息交流
（三）进行细胞间的信息交流
通过细胞分泌化学物质完成信息交流。如：胰岛B细胞分泌的胰岛素，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.物质传递--间接交流
受体的化学本质：糖蛋白
作用：接受化学物质的信号
（特异性：一种受体只能识别一种或一类物质）
内分泌细胞
靶细胞
激素
受体
通过相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递到另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合
2.接触传递--直接交流
（三）进行细胞间的信息交流
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
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。如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，具有信息交流的作用。
3.通道传递
胞间连丝
（三）进行细胞间的信息交流
一层细胞膜拥有如此复杂的功能，到底是什么样的成分、什么样的结构进行支持的？
阅读课本42页、43页的内容，确定细胞膜的成分。
二、对细胞膜成分的探索
资料1：1895年欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜。
非脂溶性物质
相似相溶原理
细胞膜
脂溶性物质
据此推测：细胞膜由脂质构成。
选择了哺乳动物成熟的红细胞来制备细胞膜，为什么？
哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器。
细胞吸水涨破，内容物流出，离心之后提取获得细胞膜，分析化学成分。
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
为了进一步确定脂质的成分，众多科学家进行了实验。
资料2：
尾部:脂肪酸
疏水性
磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子。
头部:磷酸
亲水性
多个磷脂分子在水中会形成双分子层，这是为什么？
膜内
（水溶液）
膜外（水溶液）
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
资料3：1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中抽提出脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。
二、对细胞膜成分的探索
水
空气
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
资料4：1935年英国科学家丹尼利和戴维森研究细胞膜的表面张力，细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力，已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，表面张力会降低。
蛋白质
脂质
脂质（大约占50%）：
蛋白质（大约占40%）：
糖类（大约占2%-10%）
功能越复杂的细胞膜，
蛋白质的种类和数量越多
磷脂最丰富
胆固醇(动物细胞膜含有 )
二、对细胞膜成分的探索
细胞膜成分
通过前面的分析，已经可以确定细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，并且磷脂是双层排布的，那么蛋白质是如何分布的呢？
三、对细胞膜结构的探索
资料1：1959年罗伯特森在电镜下观察到细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构。
细胞膜结构的电镜照片
提出假说：细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层,构成的静态统一结构。
蛋白质
脂质
蛋白质
蛋白质-脂质-蛋白质模型
科学方法---提出假说
科学家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。一种假说是否正确，需要进一步的确认。
罗伯特森的观点
认为所有膜的结构都是蛋白质-脂质-蛋白质结构，且都是静态的。
不足：
每种生物膜的功能不同，结构决定功能，那么结构也应不同；
无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等现象。
三、对细胞膜结构的探索
资料2：1970年科学家用不同的荧光标记人和鼠的细胞表面的蛋白，让两种细胞融合，一段时间后发现两种荧光均匀分布。
提出假说：细胞膜具有一定的流动性
人细胞
鼠细胞
诱导融合
40分钟后
370C
三、对细胞膜结构的探索
资料3：1972年，辛格和尼科尔森总结前人经验，在新的观察和实验证据的基础上，提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
四、流动镶嵌模型的基本内容
阅读课本45页的内容，概括流动镶嵌模型的主要内容
四、流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜主要由_______和__________组成的。
脂质
蛋白质
磷脂双分子层是膜的 ；蛋白质以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的 磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。
细胞膜的结构特点：细胞膜不是静止不动的，具有
。
细胞膜的功能特性：选择透过性。
基本支架
部分或全部嵌入
一定的流动性
生物膜的流动性主要受温度影响。在一定温度范围内，随温度升高，流动性增强；若温度超出一定范围，会破坏膜。
四、流动镶嵌模型的基本内容
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。
糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。如：糖蛋白与细胞的相互识别、细胞间的信息传递等功能密切相关。
糖被的结构及功能
细胞膜
小结
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
磷脂双分子层为基本骨架
蛋白质分子镶嵌、嵌入、贯穿其中
功能
结构
组分
磷脂
蛋白质
糖类（少）
1.下列不属于细胞间信息交流的方式是（ ）
A.精子和卵细胞之间的识别
B.高等植物细胞间的胞间连丝
C.新冠病毒进入细胞
D.甲状腺激素与靶细胞膜上的受体结合
练习
C
2.下列有关细胞膜的叙述，正确的是（ ）
A.细胞膜的主要成分是胆固醇和蛋白质组成
B.功能越复杂的细胞，其细胞膜蛋白质的种类和数量越多
C.组成细胞膜的糖被，排布在细胞的内侧
D.癌变的细胞其细胞膜不再具备流动性
B
练习