3.1细胞膜的结构与功能第2课时 课件(共35张PPT)高中人教版生物必修一

(共35张PPT)
回顾第一课时的学习内容 ，建构细胞膜上磷脂分子的排列模型。
建构细胞膜上磷脂分子的排列模型。
细胞膜成分 所占比例
脂质（磷脂最丰富） 约50%
蛋白质 约40%
糖类 2%~10%
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？
对细胞膜
结 构 的 探 索
课时任务
活动1：对细胞膜结构的探索
合作探究：请自主学习课本P43页的内容，完成在对细胞膜结构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
20世纪40年代，人们的观点是？
1959年，罗伯特森得出什么结论？
20世纪60年代人们的质疑是什么？
1970年科学家做了什么实验？得出了什么结论？
电子束照射大分子，散射度高，黑暗；
电子束照射小分子，散射度低，光亮。
提出假说：
①细胞膜为蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组成
②细胞膜是静态的
1.1959年，罗伯特森的暗—亮—暗结构
暗线的电子密度和穿过蛋白质分子的电子密度大致相同，
明线的电子密度和穿过磷脂分子的电子密度大致相同
“暗—亮—暗”三层结构分别是什么物质？
实验验证：
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。
技术
进步
蛋白质含量远高于最初数据
早期假说：
蛋白质排列在脂双层两侧
实验证据：
电镜“暗-明-暗”三层
假说：
所有细胞膜都由“蛋白质-磷脂-蛋白质”三层构成
罗伯特森把暗带解读为蛋白质，明带解读为脂质——这种解读实际上是错的。暗带实际表示磷脂的疏水部分，两条暗带代表了两层磷脂。
磷脂双分子层夹在两层蛋白质分子之间，因此是静态模型。
解释
1.1959年，罗伯特森的暗—亮—暗结构
根据罗伯特森的假说，“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型
资料：
电子显微镜下，
细胞膜的厚度约为7~8nm
不含蛋白质的脂双层厚度约为7~8nm
厚度约为>20nm
与“三明治”模型
矛盾！
（也呈现“暗—亮—暗”结构）
资料：物理科学家将标本用干冰等冰冻，在低温下用冷刀将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面（冰冻蚀刻法），发现蛋白质在膜中的分布情况。
外层磷脂
内层磷脂
冰冻蚀刻的结果说明蛋白质在细胞膜中是如何排布的？
外层磷脂
内层磷脂
根据冰冻蚀刻细胞膜的结果，重新排布蛋白质分子的位置，修正细胞膜模型
根据冰冻蚀刻细胞膜的结果，重新排布蛋白质分子的位置，修正细胞膜模型。
不少科学家不仅对“三明治”模型中蛋白质分子的分布提出质疑，还对“细胞膜是静止的”这一观点难以解释细胞生长、繁殖等生命活动提出了质疑。
不同声音！
细胞的生长与分裂
变形虫的变形运动
受精时
细胞融合
白细胞追杀细菌
酵母菌的
出芽生殖
提出假设：
生物膜具有流动性
2.质疑：细胞膜是静态的
人细胞
鼠细胞
荧光标记膜蛋白
诱导
融合
370C 40分钟
1970年， Larry Frye等荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验。
3.人鼠融合实验
结论：细胞膜中的某些蛋白质分子是能运动的。
资料：
结论：细胞膜中的磷脂分子也能运动。
结论：
细胞膜具有一定的流动性
资料： 细胞膜所含糖类甚少,主要是一些寡糖和多糖链,它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合,形成糖脂和糖蛋白;这些糖链绝大多数是裸露在细胞膜的外侧。
1972年辛格和尼科尔森通过新的实验依据提出了流动镶嵌模型被多数人所接受。
4.流动镶嵌模型的提出
流动镶嵌模型还在不断发展中……
补充资料：
科学家用去污剂处理细胞膜提取蛋白质时，发现总有些区域的蛋白质不能被提取出来，说明这些区域中的蛋白质与脂质成分的联系十分紧密。
阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，总结下列问题：
1、细胞膜的基本支架是什么？
2、蛋白质在细胞膜上如何分布？
3、细胞膜具有流动性的原因是什么？
4、什么叫糖蛋白？有什么功能？
活动2：流动镶嵌模型的主要内容
细胞膜的“流动镶嵌模型”可以很好的支持和解释细胞膜的功能吗？
桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
组 分
细
胞
膜
功 能
蛋白质
糖类（少）
结 构
磷 脂
1、将细胞与外界环境分隔开
2、控制物质进出细胞
3、进行细胞间信息交流
结构特点：流动性
细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动
脂双层为基本支架
镶、嵌、贯穿
细胞表面
运动
运动
有序组合
适应
科学方法
课时任务
实验、推理和想象
提出假说
实验验证
提出新假说
实验验证
建构模型
修正模型
科学
方法
细胞膜结构研究在发展。。。
提出假说
对细胞膜结构特点的应用探索
课时任务
资料：
水溶性药物、脂溶性药物应该分别位于脂质体的
什么位置？
结论
水溶性药物应该位于脂质体的脂双层包裹的水溶液部分。
脂溶性药物应该位于脂质体的脂双层内部。
二、拓展应用
2.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同
由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。
即时训练
二、拓展应用
2.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用
由于脂质体是磷脂双分子层构成的,到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合,也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞,从而使药物在细胞内发挥作用。
即时训练
既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？（P45）
总结
一、概念检测
1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。( )
(2)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。( )
(3)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下个空洞。( )
×
×
×
即时训练
2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
B
即时训练
拓展：细胞膜成分的鉴定方法
细胞膜成分 检测试剂(方法) 结果 结论
脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中含有脂质
磷脂酶处理 细胞膜被破坏 脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过 蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质
蛋白酶处理 细胞膜被破坏 糖类 斐林试剂，水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中含有还原糖
课后作业
1.校本作业细胞膜内容
2.利用想橡皮泥或废旧物品
制作生物膜模型