3.1 细胞膜的结构和功能(共24张PPT)-2023-2024学年高一生物学（人教版2019必修1）

(共24张PPT)
第一节 细胞膜的结构和功能
第三章 细胞的基本结构
新鲜的苋菜泡进水中，水一般不会变红，沸水焯后苋菜中却 有红红的汤汁，为什么？
没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞。蛋清是供受精卵发 育的营养物质。鸡蛋打碎后，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，
蛋黄为什么不会？
科学家用显微镜注射器将一种叫作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，为什么？
1. 生命观念
>通过“问题探讨”及分析细胞膜的功能,概述细胞膜作为系统边界的功能。
>通过概括、比较不同细胞膜结构模型,说出不同模型的要点,阐释流动镶嵌模型。
2. 科学思维
>通过分析细胞膜结构模型建立的历程及其他资料,能基于事实和证据进行推理提
出或否定假说(或模型),加深对“模型与建模”的理解,感悟科学在质疑与创新中 不断发展。
3. 社会责任
>通过“脂质体药物”的分析,体会科学知识与解决现实问题之间的密切联系,增强
社会责任感。
学习目标
【问题探讨】
为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
根据实验现象推测， 细胞膜作为细胞的边界， 应该具备什么功能？
细胞膜的功能
酵母菌台盼蓝染色
将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的
系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
1 将细胞与外界环境分隔开
细胞膜的功能
电子显微镜下的细胞膜
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
内分泌细胞
分泌的激素
液
体 的
靶细胞
3 进行细胞间的信息交流
细胞膜的功能
接触传递
发出信号的细胞 靶细胞
与膜结合的信号分子
通道传递
物质传递
靶细胞
传
送
哺乳动物成熟的红细胞
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞
高等动物细胞
核和其它众多的具膜细胞器，可以避
高等植物细胞
免其它膜的干扰,提取较纯正的细胞膜。
细菌细胞
怎样获得纯净的膜材料
细胞膜的制备
正常的红细胞
细胞膜
E.Overton的结论： 膜是由脂质组成的。
非脂溶性物质 脂溶性物质
细胞膜成分的探索
欧文顿（E.Overton）实验：
1895
应用化学手段分析表明：
1、膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中磷脂含量最多。
2、膜的组成成分是脂质、蛋白质、糖类。
红细胞的细胞膜
科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 脂质（约50%）
细胞膜成分的探索：
蛋白质（约40%）
糖类（约2%-10%
20世纪初
1917
朗姆瓦
指出磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。
细胞膜成分的探索：
疏水端
（脂肪酸）
结构图 模型
亲水端
（磷酸）
示意图
空气
根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气—水界面的分布模型。
细胞膜成分的探索：
1917
水
细胞膜成分的探索：
用丙酮从红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成
单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
结论： 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！
E.Gorter
1925
“蛋白质-脂质-蛋白质”结构模式图
结论： 生物膜为“蛋白质—脂质—蛋白质”三层静态统一结构模型
1959
罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
细胞膜成分的探索：
两层暗
一层亮
20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于生 物膜是静态的观点提出质疑。
细胞膜成分的探索：
冰冻蚀刻电子显微法：
将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜
下观察到的蛋白质分布模型如下：
细胞膜成分的探索：
结论： 蛋白质镶嵌、贯穿、嵌入在磷脂双分子层中
20世纪 60年代
细胞膜成分的探索：
结论：细胞膜上的蛋白质是可以运动的。 细胞膜具有一定的流动性。
弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ):人鼠细胞融合实验
荧光标记 诱导
膜蛋白 融合
人细胞
鼠细胞
40分钟后
370C
1970
细胞膜成分的探索：
G. Nicolson
Singer
细胞膜成分的探索：
辛格(S.J.Singer)和尼克尔森(G.Nicolson)提
出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型
1972
细胞膜成分的探索：
1、生物膜的基本支架： 磷脂双分子层
2、蛋白质分子存在形态：
镶在表面、嵌入、贯穿；
体现了生物膜的不对称性
3、生物膜的结构特点：
一定的流动性： 磷脂分子具有流动性，
大多数蛋白质分子运动的。
4、生物膜的功能特点： 选择透过性
人类对自然界的认识永无止境，随着技术的不断创新和改进，
人们对膜的研究必将更加细致入微 ……。
细胞膜成分的探索：
新的征程
细胞膜成分的探索：