3.1细胞膜的结构与功能第1课时(共32张PPT) 课件高中生物人教版ppt

(共32张PPT)
治疗糖尿病的药物是胰岛素，我国科学家第一次人工合成胰岛素用了6年时间，而小小的细胞却轻而易举地将它完成，这与细胞的什么有关？
糖尿病患者血糖高，是由于消化吸收的葡萄糖无法进入细胞被利用，这与细胞的什么结构有关？
第三章 细胞的基本结构
胰岛素基因
细胞是基本的生命系统
细胞是由多种多样的分子组成
细胞的基本结构
组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。
第1节 细胞膜的结构和功能
体会细胞膜：鸡蛋中蛋黄算是肉眼可见的真正的细胞，而蛋清只是供受精卵发育的营养物质。当你打破一个鸡蛋时，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄却好像被包裹了起来，不会四处流动，这说明了什么？
细胞有细胞膜
实验1
科学家用显微注射器将一种色素伊红注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。
功能一
将细胞与外界环境分隔开,
使细胞成为_________的系统，保障细胞_________的相对稳定。
相对独立
内部环境
活动1：认识细胞膜的功能
观察实验结果，分析细胞膜的功能。
实验2
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色。
功能二
控制物质进出细胞。
不需要、有害的物质
（如细菌、病毒等）__________
细胞
营养物质
代谢废物
不容易进入
抗体、激素等
相对的
活动1：认识细胞膜的功能
探究问题
你能设计一组实验证明细胞膜可以有选择地控制物质进出吗？
实验材料：新鲜的红色花瓣 30%的盐酸 清水 烧杯 量筒
花瓣
清水
稀盐酸
实验3
鼻子接触花香，在大脑皮层能产生“香”的感觉。
上述例子说明细胞膜还要具备什么功能？
对于多细胞生物，为什么要有上述的功能？
功能三
进行细胞间的信息交流。
活动1：认识细胞膜的功能
功能三
进行细胞间的信息交流。
思考：海洋或河流中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，为什么只有
同一物种的精子与卵细胞才能发生结合？
（1）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。
发出信号的细胞
靶细胞（接受信号的细胞。）
与膜结合的信号分子
受体（靶细胞膜上与信号特异性结合的位点。）
活动1：认识细胞膜的功能
功能三
进行细胞间的信息交流。
（2）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
内分泌细胞
靶细胞
激素
血管
靶细胞
靶细胞：接受信号的细胞
受体：靶细胞膜上与信号分子特异性结合的位点
活动1：认识细胞膜的功能
功能三
进行细胞间的信息交流。
（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息。
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。
活动1：认识细胞膜的功能
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
(2)通过化学物质间接传递信息
(3)通过细胞间通道传递信息
(1)通过细胞膜直接接触传递信息
方式
总结：细胞膜的功能
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
思考1：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？
细胞壁的作用是维持细胞形状,具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以不是真正的边界。
思考2：细胞膜需要依靠哪些化学成分和怎么样的结构去行使相应的功能呢？
除了以上提到的三种功能外，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。
活动2：对细胞膜成分的探索
合作探究：请自主学习课本P42页的内容，完成在对细胞膜成分的探索历程中有哪些科学家的参与，他们作出了哪些贡献？
1
2
3
4
1895年欧文顿做了什么实验？实验现象是什么？
欧文顿提出了什么假说？谁用什么方法证明了他的假说？
1925年科学家们做了什么实验？得出了什么结论？
1935年谁做了什么实验？得出了什么结论？
我是欧文顿，经过上万次
实验我发现……
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
相似相溶原理
1.欧文顿（E.Overton）实验
现象：
脂溶性物质容易通过细胞膜
假说：
细胞膜由脂质构成
假说：
膜脂由磷脂/胆固醇等组成
分析：
排除甘油三酯
实验验证：
提取哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，化学分析表明：主要含有大量磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。
化学常识：
碱性条件下甘油三酯易分解，而细胞膜则相对稳定
拓展：选择哺乳动物成熟红细胞的原因
哺乳动物成熟的红细胞
高等动物细胞
高等植物细胞
细菌细胞
鸡血（鸟类、鱼类、两栖类）红细胞
注
原核细胞没有核膜和细胞器膜，但是有细胞壁（支原体除外），所以也不能用原核生物制备细胞膜。
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和其它众多的具膜细胞器，可以避免其它膜的干扰,提取较纯正的细胞膜。没有细胞壁。
问题：
磷脂在细胞膜中如何排布？
实验验证：
科学家利用多种细胞膜为材料，并提取哺乳动物红细胞的细胞膜，化学分析表明主要含有大量磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。
2.对细胞膜进行成分分析
头部亲水
尾部疏水
磷脂结构
思考1：根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在空气——水界面上
会怎么样铺展？
水
空气
人体组织细胞
细胞外（水环境)
细胞内（水环境）
思考2：细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水
水
A
水
水
B
水
水
C
在水中形成的磷脂双分子层模式图
水
水
思考2：细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
化学分析：
磷脂应排列成脂双层
问题：
磷脂在细胞膜中如何排布？
实验证据：
S2＝2S1
实验验证：
提取哺乳动物红细胞膜，化学分析。主要含有磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。
S1
S2
结论：
细胞膜中磷脂排列成双层
1925年，戈特和格伦德尔从人的红细胞细胞膜中提取脂质，
在空气—水界面上铺成单分子层。
结论：细胞膜的磷脂分子是排列为连续的两层
思考3：如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？
3.荷兰科学家戈特和格伦德尔
丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，发现细胞的表面张力明显
低于油-水界面的表面张力。
4.英国学者丹尼利和戴维森
推理：
细胞膜除脂双层外还有其它成分
实验证据2：
油脂表面吸附有蛋白质时，表面张力会减小
实验验证1：
提取哺乳动物红细胞膜，化学分析。含有大量磷脂和少量胆固醇，还有蛋白质等。
结论：
细胞膜中磷脂排列成双层
新问题：
细胞膜的表面张力小于脂质-水界面的表面张力
假说：
蛋白质排列在脂双层两侧
成分 红细胞膜 肝细胞膜 心肌细胞膜
脂质 约43% 约40% 约24%
蛋白质 约49% 约59% 约75%
糖类 约8% 微量 微量
科学家陆续测定了不同细胞的细胞膜的成分及含量
总结：细胞膜的成分？
脂质
蛋白质
少量的糖类
（50%）
（40%）
（2%~10%）
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
磷脂（主要）
胆固醇（动物细胞膜）
细胞膜成分总结
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
分析比较数据，概括细胞膜成分的异同
思考：细胞膜具有怎样的结构，才得以支持细胞膜行使复杂的功能？
1、在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的(　　)
A．将细胞与外界环境分隔开的功能
B．控制物质进出细胞的功能
C．进行细胞间信息交流的功能
D．具有免疫的功能
课堂反馈
B
2、下列与图相关的叙述不正确的是（ ）
A.图中a表示信号分子
B.图中反映了细胞膜具有细胞间信息交流的功能
C.图中b表示细胞膜上的受体，能与a发生特异性结合
D.图中甲表示靶细胞，信号分子随血液只运输到乙处
课堂反馈
D
b
a
3、如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何排布？
课堂反馈
水
苯