生物人教版（2019）必修1 3.1细胞膜的结构和功能（共31张ppt）

(共31张PPT)
细胞的基本结构
第3章
第1节　细胞膜的结构和功能
本节聚焦
细胞膜有哪些主要功能？
流动镶嵌模型的基本内容是什么？
你对科学的过程和方法有哪些领悟？
观察蛋黄表面有一层薄膜，若将薄膜戳破会发生什么现象？这层薄膜有什么作用？
情境创设一
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。
情境创设二
伊红为什么不会逸出细胞？
此实验说明了什么？
细胞作为一个完整的系统，它有边界
推测的原始海洋景观图
1、将细胞与外界环境分隔开
_________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_________的系统。
膜的出现
相对独立
细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的__________。
（1）膜的出现在进化方面的意义：
（2）膜的出现对细胞本身的意义：
草履虫
一、细胞膜的功能
相对稳定
用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这与细胞膜的功能有何关系？
情境创设三
2.控制物质进出细胞
新鲜的苋菜叶泡进水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁，这可能是因为什么？
选
择
性
相
对
性
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：为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
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，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
思考应用
手被烫到，为什么大脑皮层会产生“痛”觉 ？鼻子接触鲜花，为什么大脑皮层能产生“香”“臭”的感觉？这体现了细胞膜的什么功能？
缩手反射
与善人居,如入芝兰之室,久而不闻其香;
与恶人居,如入鲍鱼之肆,久而不闻其臭
情境创设四
激素
内分泌细胞的激素（如胰岛素），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。
方式1 物质传递：通过细胞分泌化学物质完成间接信息交流。
受体
化学本质：糖蛋白、糖脂
作用：接受激素等化学物质信号
特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质）
3、进行细胞间信息交流
方式2 接触传递：通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息。
方式三：相邻两细胞通过通道进行交流
高等植物细胞间具有胞间连丝
胞间连丝
二、对细胞膜成分的探索人物时间实验过程结果欧文顿1895年用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。溶于脂质的物质不溶于脂质的物质细胞内细胞外细胞膜推测细胞膜由脂质组成。最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与·检测？相似相溶原理最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析而推测出来的。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。
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
结论：
实验：
为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？
①动物细胞无细胞壁，更易吸水胀破。
②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。
细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？
结构图
模型
示意图
亲水“头部”
疏水“尾部”
活动主题一：请根据磷脂分子的特点构建其在空气与水界面上分布的模型
磷脂分子的特点：
“头”部具亲水性，“尾”部具疏水性
磷脂分子排列为单分子层
人物时间实验过程结果戈特格伦德尔1925年用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面中铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面的2倍。细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层S2＝2S1S2S1 由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。
1、磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？
水
水
讨论
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？
如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。
将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？
提示：不是。大大超过2倍，肝细胞具有细胞膜、细胞核和多种具膜的细胞器。
讨论
人物 时间 实验过程 结果
丹尼利
戴维森
1935年
研究了细胞膜的张力，发现细胞表面的张力明显低于油-水界面的表面张力。
推测细胞膜可能附有蛋白质。
脂质：
蛋白质：
糖类：
在组成细胞膜的脂质中，
______最丰富。
磷脂
功能越复杂的细胞膜，
蛋白质的种类和数量 。
越多
约50%（基本支架）
约40%（功能执行者）
约2%-10%
细胞膜成分
癌细胞膜的成分改变
肿瘤的血液检验报告单
细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。
与生活的联系
提出假说：
实验：
时间：1959年
人物：罗伯特森
用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗－亮－暗的三层结构,蛋白质电子密度高，电镜下显暗带，磷脂分子电子密度低呈亮带。
细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。静态的统一结构。
细胞膜结构的电镜照片（放大400000倍）
三、对细胞膜结构的探索
变形虫捕获两个草履虫
细胞分裂
时间： 20世纪60年代以后
提出质疑：
不能行使细胞膜的复杂功能，不能解释细胞的生长、变形虫的运动。
白细胞吞噬细菌
人—鼠荧光标记实验绿色荧光标记的膜蛋白红色荧光标记的膜蛋白小鼠细胞人细胞细胞融化37℃40min细胞膜表面的蛋白质分子是可以运动的，该实验及其他相关实验说明细胞膜具有流动性。荧光标记法：是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行分析的方法。细胞融合：是指在自发或人工诱导下，两个细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。细胞膜的流动性主要受温度的影响，在适宜温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致膜的破坏；除此之外，强酸、强碱也容易破坏生物膜，使其失去活性。时间：1972年
理论：提出生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受
人物：辛格和尼科尔森
四、流动镶嵌模型的基本内容细胞膜主要是由脂质和糖类组成的。此外，还有少量的糖类。细胞膜的结构和成分①磷脂磷脂双分子层是构成膜的基本支架，使脂质、脂溶性物质更容易通过细胞膜。②蛋白质有的与糖类结合 起识别作用；有的起载体作用，参与物质运输，控制物质进出细胞；有的起催化作用。③糖类结构特征①镶嵌性②流动性③不对称性
你对科学的过程和方法有哪些领悟？
科学探索永无止境：是科学家在继承与不断修正过程中建立并完善，主要有科研探索的精神、科学思维方法（归纳法、提出假说法）以及技术手段支持。
物质传递
接触传递
通道传递
依赖膜上受体
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
不依赖膜上受体
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。
课堂小结
1.1895年，欧文顿的实验和推论：细胞膜是由______组成的；
2.通过制备纯净的动物细胞膜，进行化学分析得知组成膜的脂质有_____和_______；
3.1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用_____提取脂质，推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为____________；
4.1935年，英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞的________，推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有_______；
5. 1959年，罗伯特森通过在电镜下看到的_________三层结构，提出假说：所有生物膜都由___________________三层结构构成；把细胞膜描述为_______统一结构；
6.1970年，荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有______；
7.1972年，辛格和尼科尔森提出了_______________ 。
脂质
磷脂
胆固醇
丙酮
连续的两层
表面张力
蛋白质
暗-亮-暗
蛋白质-脂质-蛋白质
静态
流动性
流动镶嵌模型
课堂小结
细胞膜的结构和功能之间的关系磷脂分子+蛋白质分子+糖类磷脂双分子层组成镶嵌贯穿组成结构决定功能与外界环境分隔开信息交流控制物质运输可运动导致流动性保证跨膜运输正常进行体现选择透过性结构特性功能特性课堂小结1.苋菜无论用清水怎么洗，都不见红色物质，但如果放在开水中烫，水立刻变成红色，这是因为( )
A.在清水中没有物质出入
B.沸水使细胞膜失去控制物质进出的功能
C.在清水中细胞膜没有控制物质进出的功能
D.沸水中色素会进行分解
B
随堂测试
2.细胞膜上的受体主要是指( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.胆固醇
3.科学家在制备纯净的细胞膜时，选用的是哺乳动物成熟的红细胞，其原因是( )
A.是动物细胞 B.有各种细胞器
C.选材方便 D.没有细胞核及众多细胞器
C
D
随堂测试