生物人教版（2019）必修1 3.1细胞膜的结构和功能课件（共26张ppt）

(共26张PPT)
第1节 细胞膜的结构和功能
细胞做为一个基本的生命系统，它的边界就是_________，也叫_________。
细胞膜
质膜
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）
1.将细胞与外界环境分隔开
在原始海洋这盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
分泌物
③
废物
①
CO2、尿素、多余的无机盐等。
抗体、激素等物质
水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。
控制的相对性
营养物质
②
病毒病菌
④
2.控制物质进出细胞
细胞膜功能特点：选择透过性
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？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能
活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能
植物细胞的细胞壁
主要功能：支持和保护。
知识拓展
不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界。
特性：全透性。
主要组成成分：果胶和纤维素。
思考：植物细胞最外面是细胞壁，但植物细胞的边界是细胞膜而不是细胞壁，这是为什么呢？
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，他们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。
激素
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。
3.进行细胞间的信息交流
（1）通过细胞分泌化学物质完成间接交流
受体
化学本质：蛋白质（多为糖蛋白）
作用：识别并接受信号分子
特点：专一性/特异性
分类：表面受体/胞内受体
与膜结合的信号分子
膜上接受信号分子的受体
发出信号的细胞
靶细胞
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
精子和卵细胞之间的识别和结合
（2）相邻两个细胞的细胞膜接触直接传递信息
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__________相互连接，也有信息交流的作用。
（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息
胞间连丝
因此胞间连丝既有物质运输的作用，又有信息交流的作用。
胞间连丝
细胞间的信息交流，都需要受体吗？
对细胞膜成分的探索
细胞膜具有如此复杂和重要的功能，到底是什么样的成分和结构支持的呢？
而细胞膜非常薄，在光学显微镜下难以看清，人们对细胞膜化学成分和结构的认识经历了漫长的过程。
我是欧文顿，经过上万次
实验我发现……
Year
1895年
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
相似相溶原理
据此推测：_____________________________
细胞膜是由脂质组成的
讨论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
问：在推理分析提出假说后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？
细胞膜成分的探索-1
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。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或否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
细胞膜成分和结构的探索
提出假说
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
细胞膜成分的探索-2
②脂质成分的进一步确认
实验材料：
实验方法：
化学分析
无________细胞易发生吸水涨破
无_______和众多的________
核膜　
细胞器　
细胞壁　
材料：人或哺乳动物_____________
原因
成熟红细胞　
实验结果：
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
易制得纯净的细胞膜
将哺乳动物成熟的红细胞置于蒸馏水中，让其吸水涨破，然后离心、过滤后得到纯净的细胞膜
亲水头部
疏水尾部
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________________。
磷脂分子结构式
磷脂分子模型
双分子层
Year
1925年
1895年
科学家
1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用_______从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成_____分子层，测得：
丙酮
单
单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍
细胞膜成分的探索-3
由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的双层
讨论2：为什么磷脂在空气-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？
拓展：动物细胞膜中脂质单分子层的面积都是细胞表面积的2倍吗？
并不都是，若某细胞内有其他膜结构-核膜，细胞器膜，则脂质单分子层的面积大于细胞表面积的两倍。
讨论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做出分析？
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。
讨论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？
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。
Year
1925年
1895年
科学家
1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。人们发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
1935年
据此推测：________________________________________
细胞膜除脂质分子外，可能还附有蛋白质
生物膜 蛋白质% 脂类% 糖类
人的CNS髓鞘 20 79 少
人的红细胞膜 49 43 8
大鼠的肝细胞核膜 59 35 2.9
内质网膜 67 33 少
线粒体外模 52 48 少
线粒体内膜 76 24 少
细胞膜成分的探索-4
到了20世纪30年代，科学家已经确定细胞膜中存在蛋白质
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 和 越多。
主要是 ，动物细胞有胆固醇。
形成 、 后与 等有关。
糖蛋白
糖脂
识别
磷脂
种类
数量
蛋白质
脂 质
糖 类
2.1
细胞膜成分的探索
（约占40%）
（约占50%）
（约占2%-10%）
细胞是一个基本的生命系统，细胞膜是这个微观生命系统的边界。
细胞膜不仅把细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出细胞、进行细胞间信息交流等作用。
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量糖类。
小结
典题演练
1．以下对细胞膜成分的探索叙述正确的有几项的（　　）
①欧文顿提取了植物细胞的细胞膜，并对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜，据此得出结论：细胞膜是由脂质构成的
②罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗--亮--暗三层结构，并把细胞膜描述为静态的统一结构
③流动镶嵌模型认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④丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油--水界面的表面张力，因此推测细胞膜除脂质分子外，可能还附着蛋白质
⑤科学家用绿色、红色荧光分别标记小鼠和人细胞表面的磷脂，将两种细胞融合一段时间后两种颜色荧光均匀分布，该实验和相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性
⑥科学家戈特和格伦德尔用丙酮从鸡的红细胞提取脂质，测得单层分子的面积恰好是红细胞表面积的2倍，因此推测细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
A．三 B．四 C．五 D．六
B
典题演练
2．用丙酮从鸡的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是（　　）
A．S1＝2S2 B．S1＞2S2
C．S1＜2S2 D．S2＜S1＜2S2
B