3.1细胞膜的结构和功能课件(共24张PPT)人教版2019高中生物必修一

(共24张PPT)
3.1 细胞膜的结构和功能
学习目标
1.从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。
2.通过分析细胞膜组成成分与结构，说明细胞膜的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容。
3.通过分析细胞膜成分及结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
活动1、感受细胞膜
材料用具：鸡蛋、培养皿、牙签
实验内容：
触摸卵黄，观察卵黄表面是否凹陷，感受卵黄膜存在
用牙签挤压卵黄
细胞的边界就是_______，也叫______。
细胞膜
质膜
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
推测的原始海洋景观图
资料2：原始海洋中有机物逐渐聚集并相互作用，最终出现原始界膜，将生命物质包裹，与海洋环境分隔开，产生了原始的细胞。
资料1：科学家用显微注射器将一种色素伊红注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。
P40勾画
2.控制物质进出细胞
一、细胞膜的功能
1.水、无机盐、
氨基酸、葡萄糖等
4.CO2、尿素、
尿酸、无机盐等
2.病毒、病菌
2）控制作用是相对的
例如：对细胞有害的物质，有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
1）选择性
3.
5.
P40、41勾画
记：细胞膜的功能特性：选择透过性
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。
磷脂分子结构
头部亲水
尾部疏水
磷脂分子示意图
磷脂分子结构式
磷脂分子模型
P42勾画第三段话
与膜结合的信号分子
受体：靶细胞膜上与
信号特异性结合的位点
3.进行细胞间的信息交流
（1）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息
精子和卵细胞之间的识别和结合
一、细胞膜的功能
发出信号的细胞
靶细胞
（接受信号的细胞。）
P41勾画
3种方式
（2）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
内分泌细胞
靶细胞
激素
血管
靶细胞
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，将信息间接传递给靶细胞。
P41勾画
（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息。
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，高等植物的胞间连丝。
3.进行细胞间的信息交流
胞间连丝
P41勾画
进行细
胞间的
信息交流
物质
运输
对细胞膜成分的探索
欧文顿
1895年
1895年，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。发现脂质更容易通过细胞膜。
●
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细胞膜
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溶于脂质的物质
●
●
不溶于脂质的物质
推测：
细胞膜是由脂质组成的
相似相溶
探索一：
从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。
P42讨论1：
P42勾画，人物对应结论
对细胞膜成分的探索
成分提取实验
通过化学分析，得知组成细胞膜的脂质有哪些？
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
欧文顿
1895年
哺乳动物成熟红细胞吸水胀破后获得纯净细胞膜
原因：没有细胞核和细胞器，
有膜的结构只有细胞膜
P42勾画第二段话，补
对细胞膜成分的探索
成分提取实验
欧文顿
1895年
戈特、格伦德尔1925年
脂质分子必然排列为连续的两层
P42讨论2：为什么单层？
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。
水
空气
P42勾画第四段话，人物对应结论
对细胞膜成分的探索
A
B
C
在水中形成的磷脂双分子层模式图
细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水-水：脂质体
空气-水界面：脂单分子层
水-油：微团
建模活动：
请根据磷脂分子的特点构建其在水中的分布的模型
常考的磷脂分子排布方式
对细胞膜成分的探索
成分提取实验
欧文顿
1895年
戈特、格伦德尔1925年
丹尼利、戴维森1935年
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
由人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
P42勾画，人物对应结论
推测：
细胞膜的化学成分
到了20世纪30年代，科学家已经确定细胞膜中存在蛋白质
脂质（大约占50%）
蛋白质（大约占40%）
糖类（大约占2%—10%）
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
（最丰富）
磷脂
胆固醇（动物细胞膜）
P43勾画
三、对细胞膜结构的探索
罗伯特森
1959年
细胞膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成
细胞膜结构的电镜照片
口诀：暗亮暗-白脂白
P43勾画，人物对应结论
三、对细胞膜结构的探索
细胞的生长过程
受精卵卵裂
变形虫的运动
对细胞膜是静态的统一结构的质疑实例
P43勾画补充
三、对细胞膜结构的探索
罗伯特森
1959年
人鼠细胞融合实验
1970年
这一实验，以及相关的其他实验证据表明：细胞膜具有一定的流动性
人细胞
鼠细胞
诱导
融合
370C 40分钟
红色荧光染料标记膜蛋白
绿色荧光染料标记膜蛋白
细胞膜的结构特性
P43勾画结论
补
三、对细胞膜结构的探索
罗伯特森
1959年
人鼠细胞融合实验
1970年
辛格、尼科尔森
1972年
阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型
的基本内容，回答下列问题：
1、细胞膜的基本支架是什么？
2、蛋白质在细胞膜上如何分布？
3、为什么细胞膜有屏障作用？
4、细胞膜具有流动性的原因是什么？
5、什么叫糖蛋白？有什么功能？
6、细胞膜内外两侧是对称的吗？
流动镶嵌模型
1.细胞膜外侧有糖蛋白、糖脂
2.磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同。
不对称
四、流动镶嵌模型的基本内容
①有的镶嵌在磷脂双分子层表面；
②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中
③有的贯穿于整个磷脂双分子层。
-----膜的基本支架
磷脂双分子层
蛋白质分子
成分
糖类
糖蛋白
糖脂
糖被（分布在细胞膜外侧的糖类分子）
　①具有一定的流动性的原因：
（1）磷脂双分子层是可以自由运动的；
（2）大多数的蛋白质分子也是可以运动的。
其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能通过，因此具有屏障作用。
物质运输
识别、信息传递
——结构特性
（在一定范围内，温度升高，流动性增强【与分子热运动有关】）
P45勾画，考试重点，需牢记
细胞壁
四、细胞壁
1.分布：
2.成分：
3.功能
4.性质：
无生物活性，是全通透的
植物、真菌及大多数原核细胞都有细胞壁
植物---纤维素和果胶
细菌---肽聚糖
支持和保护
为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。
真菌---几丁质
三、对细胞膜结构的探索
蛋白质( )在磷脂双分子层中。
镶在、
物理科学家在低温下将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面（冰冻蚀刻法）
嵌入、
贯穿
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，所以活细胞没有被
染色。死细胞的细胞膜失去选择透过性，台盼蓝可进
入细胞，所以死细胞能够被染成蓝色。
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
2．据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
台盼蓝染色后的死细胞和活细胞
（放大200倍）
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的