3.1细胞膜的结构与功能课件(共25张PPT2份视频)-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共25张PPT)
第一节 细胞膜的结构与功能
第三章 细胞的基本结构
国家的边界：边防线等
人体的边界：皮肤和黏膜
细胞的边界——细胞膜（质膜）
植物细胞
动物细胞
课堂导入
细胞的边界是什么？
思考：有细胞壁的细胞中，为什么细胞的边界不是细胞壁？
细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性，它不能保证细胞内部的稳定。
主要功能：支持和保护
特性：全透性
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。
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
具有控制物质进出细胞的功能
细胞膜的出现
1 将细胞与外界环境分隔开
膜的出现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。
一、细胞膜的的功能
原始生命
营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）
抗体、激素等
细胞合成并分泌
废物
（CO2、尿素等）
细胞代谢产生
注意：细胞膜的控制作用是相对的。
环境中一些对细胞有害的物质有可能进入：有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。
细胞膜的功能特性：选择透过性
2、控制物质进出细胞
资料：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共成组成的整体生命起作用”。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。
【思考】细胞之间是如何实现协调配合的？
【思考】细胞之间信息交流的方式有哪些？
3.进行细胞间的信息交流
内分泌细胞分泌的激素(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。
靶细胞：接受信号的细胞
受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点
受体本质：蛋白质（糖蛋白）
考点一
受体
信号分子
（1）间接交流：通过化学物质，传递信息
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
精子和卵细胞之间的识别和结合
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，精子和卵细胞的识别。细胞发出的信号分子与靶细胞细胞膜外表面的受体结合
考点一
（2）直接交流：细胞膜的接触
只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。
思考：不同生物的精子和卵细胞能不能识别结合？
思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？
胞间连丝
（3）植物细胞通过 传递信息。
通道（胞间连丝）
通道交流不需要细胞膜上的受体
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
【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？
成分和结构
间接交流——化学物质传递
直接交流——细胞膜接触
通道交流——胞间连丝
膜功能小结：
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细胞膜
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溶于脂质的物质
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不溶于脂质的物质
发现：
推测：
细胞膜是由脂质组成的
实验：
时间：1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。
脂质更容易通过细胞膜
那么细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？
二、对生物膜成分的探索
科学家以哺乳动物的红细胞为材料，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行了化学分析，最终得知组成细胞膜的脂质都有哪些。
思考：为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？非哺乳动物不行吗？
因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。
磷脂和胆固醇（动物细胞膜），其中磷脂含量最多
磷脂的结构
尾部(疏水)
头部(亲水)
磷酸
甘油
脂肪酸
时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特和格伦德尔
实验：
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
水
空气
推断：
从人红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的2倍。
为什么磷脂铺开一定为单分子层？如何推导出磷脂在细胞膜中排列为双层这一结论？
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水
细胞膜的两侧都有水存在，两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
时间：1935年 人物：英国学者丹尼利和戴维森
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
推断：
实验：
研究了细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果附着蛋白质成分则表面张力会降低。
根据细胞膜的功能，你觉得细胞膜的组成成分除了脂质外，还可能会有什么化学成分？
蛋白质，因为蛋白质是生命活动的主要承担者
细胞膜的成分
脂 质
蛋白质
糖 类
主要是磷脂、少量胆固醇（动物细胞膜）
在细胞膜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
形成糖脂或糖蛋白(与细胞的识别有关)分布在细胞膜的外表面。
细胞膜的组成成分
（50%）
（40%）
（2%-10%）
那么这些脂质、糖类、蛋白质如何构成细胞膜呢？
三、对细胞膜结构的探索
时间：1959年 人物：罗伯特森
实验：在 下看到细胞膜的 三层结构
“三明治”静态结构模型有什么不足？
生物膜是由 的三层结构构成的 统一结构
推论：
电镜
“暗—亮—暗”
“蛋白质—脂质—蛋白质”
静态
时间：
实验：
结论：
1970年
荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋白质后，将两
种细胞融合
膜上蛋白质可以运动，细胞膜具有一定的流动性
时间：
人物：
提出：
1972年
辛格和尼科尔森
流动镶嵌模型
四、生物膜流动镶嵌模型的基本内容
1.成分：磷脂、蛋白质、糖类
2.结构模型
磷脂
分子
磷脂双分子层
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
糖被
3.基本支架：磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架；
4.蛋白质分子位置：镶，嵌入，贯穿在磷脂双分子层中；
5.糖类分子（也叫糖被）：分别和蛋白质分子或与脂质结合形成糖蛋白、糖脂。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（膜的外侧）。
外侧
内侧
6. 细胞膜的结构特性：具有一定的流动性
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。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
7. 细胞膜的功能特性：选择透过性
（与膜上的蛋白质有关）
细胞膜的功能
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
细胞膜的成分 脂质（磷脂）50%，蛋白质40%，糖类2%—10%
细胞膜成分和结构的探索历程
流动镶嵌模型的基本内容
（1）磷脂双分子层
（2）蛋白质分子
（3）糖被
（4）结构特性
（5）功能特性
（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
（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
课堂总结