人教版2019高中生物必修一3.1细胞膜的结构和功能(共27张PPT)

(共27张PPT)
细胞膜的结构和功能
第1节
一个国家有边界，皮肤和粘膜是人体的边界。系统的边界对系统的稳定性至关重要。
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫作质膜。
植物细胞最外面是细胞壁，那么植物细胞的边界是细胞膜而不是细胞壁，这是为什么呢？
我们学习了细胞膜的功能就明白了。
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
在生命起源的过程中，原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用，进化出原始的生命。
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。
2.控制物质进出细胞
①控制作用的相对性
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。
营养物
分泌物
代谢废物
病毒、病菌及有害物
一般来说，细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外；但是，细胞内有用的成分却不会轻易流失到细胞外。
②验证细胞膜具有控制物质进出的功能
a.思路及结果
b.结论：
细胞膜具有控制物质进出的功能。
鉴别动物细胞是否死亡
c.应用：
用台盼蓝染液对动物细胞染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会被着色。
—— 染色排除法。
3.进行细胞间的信息交流
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它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于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。
3.进行细胞间的信息交流
方式1：通过细胞分泌化学物质传递信息
细胞分泌的化学物质 （如激素） ，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。
①表示:________________
②表示:________________
信号分子
受体
3.进行细胞间的信息交流
方式2：接触交流
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。
③表示:________________
与膜结合的信号分子
3.进行细胞间的信息交流
方式3：通道交流
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。
④表示:_________
胞间连丝
④
2.细胞膜的成分与结构
①成分
__________（约50%）
__________（约40%）
主要
成分
____________（约2%~10%）
________（主要）
_________（主要是动物细胞膜具有）
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
胆固醇
蛋白质的_______与________
决定细胞膜功能的复杂程度。
种类
数量
脂质（磷脂）是如何参与膜的构建的？
空气－水界面
单层排列
根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式。
实验及其结果：1925年，科学家将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
实验结论：科学家推测，细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
膜外液体（水）
膜内液体（水）
思考：
①用其他真核细胞（除哺乳动物成熟红细胞）做上述实验，若磷脂单分子层的面积为2S，则细胞表面积为_______S(”大于“、”小于“、”等于“)
②用细菌细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_______2S(”大于“、”小于“、”等于“)
小于
等于
②对细胞膜结构的探索
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。 推测为：蛋白质-脂质双层-蛋白质的三明治结构。
6 1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜 暗-亮-暗三层结构。 所有的细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。(单位膜)
7 1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人的细胞和鼠的细胞，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。 细胞膜具有流动性
8 1972年，辛格和尼科尔森总结前人的研究成果，提出流动镶嵌模型。
细胞膜结构的电镜照片(放大400 000倍)
证据1：电镜观察的亮带是3.5nm,刚好符合磷脂双分子层亲水头部之间的距离。
为什么看到细胞膜暗-亮-暗三层结构就能说明细胞膜是由蛋白质-脂质双分子层-蛋白质三层组成的呢？
为什么看到细胞膜暗-亮-暗三层结构就能说明细胞膜是由蛋白质-脂质双分子层-蛋白质三层组成的呢？
证据:2：
细胞膜结构的电镜照片(放大400 000倍)
暗带
←电子透过样品少
←蛋白质对电子阻挡作用大
亮带
←电子透过样品多
←脂双层对电子阻挡作用小
暗带
←电子透过样品少
←蛋白质对电子阻挡作用大
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
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
2.细胞膜的成分与结构
②结构
流动镶嵌模型
_______________是膜的基本支架。
a.内容：
磷脂双分子层
其内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。
2.细胞膜的成分与结构
②结构
流动镶嵌模型
a.内容：
_________________以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。
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
2.细胞膜的成分与结构
②结构
流动镶嵌模型
a.内容：
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.细胞膜的成分与结构
②结构
流动镶嵌模型
b.结构特点
具有一定的流动性
细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。
磷脂分子可以侧向自由移动
蛋白质大多也能运动。
一、概念检测
1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。( )
(2)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。( )
(3)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下个空洞。( )
×
×
×
2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
B
二、拓展应用
1.在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方
把细胞膜与窗纱进 类比,合 之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入,阻挡其他物质出入。这样的类 也有 妥之处。 如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程, 窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。
二、拓展应用
2.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同
由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分 之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体的内部是水溶液的环境,能在 中结晶的药物可稳定地包裹其中。
二、拓展应用
2.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(2)请推测：脂美质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用
由于脂质体是磷脂双分子层构成的,到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发 融合,也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞,从而使药物在细胞内发挥作用。