生物人教版（2019）必修1 3.1细胞膜的结构和功能（共37张ppt）

(共37张PPT)
人教版必修1
第三章 细胞的基本结构 第一节
细胞膜的结构和功能
课题导入
一个系统总有它的边界
国家边界:边防线等 人体边界:皮肤和黏膜 细胞的边界:细胞膜
（ 质膜 ）
植物细胞最外面是细胞壁，那么植物细胞的边界为什么不是细胞壁而是细胞膜呢
植物的细胞壁起支持和保护的作用，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。
【成分】纤维素和果胶
【功能】支持和保护
【特性】具有全透性
课题导入
目标引领
明确细胞膜是细胞的边界
能说出细胞膜的功能及其组成成分。
引导探究
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。
【一】细胞膜的功能
新知讲解
【一】细胞膜的功能
推测的原始海洋景观想象图
1
2
使细胞成为相对独立的系统
保障了细胞内部环境的相对稳定
（1）将细胞与外界环境分开
新知讲解
【一】细胞膜的功能
（2）控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是相对的
细胞膜的功能特性:选择透过性
营养物质
氨基酸、无机盐、葡萄糖..
废物
CO2、尿素...
细胞代谢产生
细胞合成并分泌
抗体,激素…
不需要、有害物质
细菌、病毒...
核酸等有用成分
X
新知讲解
【一】细胞膜的功能
（3）进行细胞间的信息交流
在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。
施莱登 施旺
细胞间的信息交流
间接交流
通道交流
直接交流
间接交流
细胞分泌的信号分子(如激素)，随体液到达全身各处与靶细胞的(细胞膜表面或细胞内)受体结合，将信息传递给靶细胞
直接交流
(细胞膜的接触 )
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。
高等植物细胞通过 通道 (胞间连丝)传递信息
通道交流不需要信息分子、受体
通道还有物质运输的功能
(物质传递 )
通道交流
(通道传递 )
新知讲解
新知讲解
【一】细胞膜的功能
结构决定功能，那么细胞膜的成分有哪些？结构是怎么样的呢
独立自学
阅读教材P42“思考·讨论”
1.列表总结“对生物膜成分的探索历程”
时间 科学家 科学实验 结论
1895年
1925年
1935年
新知讲解
【二】对细胞膜成分的探索
资料一
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，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
细胞膜
脂溶性物质
非脂溶性物质
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。
膜是由脂质组成的
欧文顿(E·Overton)
新知讲解
【二】对细胞膜成分的探索
资料二
科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇其中磷脂含量最多。
为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜
新知讲解
【二】对细胞膜成分的探索
磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
多个磷脂分子在水中形成双分子层
新知讲解
【二】对细胞膜成分的探索
资料三
1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
【推断】细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层
【思考】如果用其他细胞膜(鸡的红细胞)做实验，数量关系还是2倍吗
引导探究
【二】对细胞膜成分的探索
如果有一个水槽把磷脂分子铺在水面上磷脂分子将如何在水一空气界面上排布
细胞膜的两侧都有水环境存在。请大胆的推测和想象一下在这样的环境中，细胞膜中的磷脂分子可能怎么排布
新知讲解
【二】对细胞膜成分的探索
资料四
1935年，英国学者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;当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。
【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质
细胞膜除含有脂质分子
外，可能还附有蛋白质。
推测
新知讲解
不同细胞膜中，各种物质的含量是不同的
新知讲解
独立自学
阅读教材P43-44第一段，
1.列表总结“对生物膜结构的探索历程”
时间 科学家 科学实验 结论或假说
1959年
1970年
1972年
新知讲解
【三】对细胞膜结构的探索
资料一
1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜的清晰的暗-亮-暗的三层结构，是一种静态的统一结构。
【“三明治模型”】 蛋白质-脂质-蛋白质
如果细胞膜是静态的，如何解释细胞的生长、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合呢
细胞膜结构的电镜照片
（放大400 000倍）
新知讲解
【三】对细胞膜结构的探索
资料二
1970年，人——鼠细胞融合实验 (荧光标记实验)
【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。
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
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
新知讲解
【三】对细胞膜结构的探索
资料三
1972年，辛格(S.JSinger)和尼科尔森 (GNicolson)总结提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。
否定了罗伯特森的“三明治模型”
新知讲解
【四】流动镶嵌模型的基本内容
磷脂双分子层——生物膜的基本支架
亲水性（头部）
疏水性（尾部）
引导探究
【四】流动镶嵌模型的基本内容
既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？
（1）水分子极小，所以可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙
（2）膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白进行跨膜运输
新知讲解
【四】流动镶嵌模型的基本内容
蛋白质
镶在磷脂双分子层表面
嵌入（部分或完全嵌入）
贯穿于磷脂双分子层
新知讲解
【四】流动镶嵌模型的基本内容
糖蛋白
糖脂
糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫做糖被。
糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。消化道和呼吸道上表皮的糖蛋白有保护和润滑作用。
糖类
新知讲解
【四】流动镶嵌模型的基本内容
少量的糖类
蛋白质
磷脂
生物膜的基本支架:
磷脂双分子层
蛋白质分子存在形态:
有镶在表面、嵌入、贯穿三种
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
新知讲解
【四】流动镶嵌模型的基本内容
功能：
组分
结构
功能
磷脂
蛋白质
糖类
细胞膜
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
具有一定的流动性
保障了细胞内部环境的相对稳定
功能特性:选择透过性
双分子层为基本骨架
相嵌、嵌入、贯穿
细胞表面
目标升华
内部疏水，屏障
决定膜的功能
细胞表面的识别、细胞间的信息传递等
细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动
细胞膜结构的探索历程总结
1895年
欧文顿提出细胞膜是由脂质组成的。
1935年
丹尼利和戴维森推测细胞膜除了含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。
1959年
罗伯特森提出暗-亮-暗的三层结构模型。
1972年
辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型。
1925年
戈特和格伦德尔推测细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
20世纪40年代
科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
1970年
通过人鼠细胞融合实验表明细胞膜具有流动性。
目标升华
科学方法：提出假说
科学家首先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。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
提出问题
提出假说
观察与实验
修正和补充
观察与实验证实
接受假说
目标升华
当堂诊学
（1）右图为细胞间信息交流的某些方式的示意图。一下叙述不正确的是（ ）
A、在A、B、C三图中，靶细胞都是通过细胞膜上的受体接受信号分子
B、从图中可以看出细胞间的信息交流方式多种多样
C、细胞膜上有信息接收功能的物质很可能为糖蛋白
D、细胞间的信息交流一定依赖细胞膜上的受体
D
当堂诊学
(2)在众多学者提出的关于细胞膜的分子结构模型中，辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。如图是细胞膜的结构模式图，D~3表示构成细胞膜的物质，有关说法错误的是 ( ）
A、①位于细胞膜的内侧，与细胞识别有关
B、③构成细胞膜的基本支架
C、功能越复杂的细胞膜，②的种类与数量就越多
D、②和③大多数是可以运动的
A
当堂诊学
（3）下列有关细胞膜的组成和结构叙述，错误的是（ ）
A、细胞膜的成分主要是脂质和蛋白质
B、细胞膜的糖被包括糖蛋白和糖脂
C、细胞膜中的单层磷脂分子构成细胞膜的基本支架
D、细胞膜中的蛋白质分子有物质运输等重要功能
C
当堂诊学
(4)水溶性染色剂PI是一种荧光染料，与DNA结合后可发出红色荧光常用于细胞凋亡检测。将待检测的细胞浸于一定浓度的PI中，观察发现仅有死细胞出现红色荧光，而活细胞未出现红色荧光。下列有关说法错误的是 ( )
A、死细胞出现红色荧光的区域主要集中在细胞核位置
B、活细胞中观察不到红色荧光，是因为活细胞能分解染色剂PI
C、PI检测细胞是否死亡的原理与台盼蓝的检测有相似之处
D、在人鼠细胞融合实验中，也使用了荧光染料进行相应处理的方法
B
强化补清
完成课后练习！