3.1细胞膜的结构和功能课件(共19张PPT)2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共19张PPT)
第三章 细胞的基本结构
第1节
细胞膜的结构和功能
课堂导入
1
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
1.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。
讨论
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能
注意：植物细胞的边界是也细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的，
学习目标
2
细胞膜的功能
对细胞膜结构的探索
流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜的功能
一
1、将细胞与外界环境分隔开
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
原始地球环境
2.控制物质进出细胞
分泌物
③
废物
①
CO2、尿素、多余的无机盐等。
控制的相对性
营养物质
②
病毒病菌
④
①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性；④有些病毒、病菌也能侵入细胞使生物体患病，表明细胞膜的控制
水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。
3、进行细胞间的信息交流
通过细胞分泌的化学物质传递信息
细胞直接接触传递信息
细胞间通道传递信息
细胞间信息交流的方式
（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
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。
胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，分泌后通过血液循环作用于靶细胞，如作用于肝细胞的受体，可以促进葡萄糖进入肝细胞并加速葡萄糖合成肝糖原，从而降低血糖。
相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞 。例如 ，精子和卵细胞之间的识别和结合。
（2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。
（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，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接 ，也有信息交流的作用。
细胞膜结构的探索
3
1.细胞膜的研究简史
序号 实验过程与结果 实验结论
1 1895年欧文顿多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜；不容易脂质的物质，不容易通过细胞膜。
2 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。
3 1925年，戈特和格伦德尔将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得単分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
4 1935年，丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低，并接近细胞表面张力。 细胞膜除含脂质分子外，可能还 有附有蛋白质。
细胞膜由_____组成
脂质
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。其中____含量最多。
磷脂
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
序号 实验过程与结果 实验结论
5 20世纪40年代，科学家推测细胞膜为脂双层，蛋白质分子覆盖在细胞膜两侧。
6 1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜__________三层结构。
7 1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人和鼠细胞表面的蛋白质，然后将人-鼠细胞融合，一段时间后，不同颜色的荧光染料均匀分布在融合细胞膜表面。
8 1972年，辛格和尼科尔森总结前人的研究成果，提出______________。
推测为：蛋白质-脂质双层-蛋白质的三明治结构。
所有的细胞膜都是由_________________三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。
细胞膜具有________
暗-亮-暗
蛋白质-脂质-蛋白质
流动性
流动镶嵌模型
生物膜流动镶嵌模型的探索历程
模型建构的基本方法：
实验、推理和想象
提出假说
实验验证
提出假说
实验验证
………
建构模型
………
修正模型
讨论 p42
1. 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？
【答案】最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析得出的。
2.根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排 列为连续的两层”这一结论的？
【答案】因为磷脂分子的“头部”亲水，尾部疏水，所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。科学家因测得从红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
3.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？
【答案】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。
4.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？
【答案】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。
2.细胞膜的成分与结构
成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用
脂质 约50% 脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还有少量的胆固醇
蛋白质 约40% 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
糖类 2~10% 糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用
细胞膜的化学成分
蛋白质在行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。
用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质
用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质
细胞膜中的蛋白质分子是可以运动的。
实验结论:
_______________是膜的基本支架
磷脂双分子层
有的镶在磷脂分子层表面。有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层表面。
蛋白质分子
在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成___________，或与脂质结合形成_________，这些糖类分子叫做_______。
糖蛋白
糖脂
糖被
②结构
生物膜流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
磷脂分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。
蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。
课堂总结
谢谢！