3.1细胞膜的结构和功能 课件(共28张PPT)-2025-2026学年上学期高一生物（人教版）必修1 (PPT28张)

(共28张PPT)
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。
3.1 细胞膜的结构和功能
第三章 细胞的基本结构
功能一：将细胞与外界环境分隔开。
2、细胞膜具有该功能的意义是什么？
1、鸡蛋黄和鸡蛋清是分开的，说明了细胞膜有什么作用？
没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作是一个卵细胞，蛋黄和蛋清之间的卵黄膜可看作细胞膜。
任务一：阅读课本第40-41页，归纳出细胞膜的功能
相对稳定
细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的________。
（1）对细胞本身的意义：
相对独立
膜的出现
________是生命起源过程中至关重要的阶段，产生了原始的细胞，并成为_________的系统。
（2）在进化方面的意义：
1.将细胞与外界环境分隔开。
任务一：阅读课本第40-41页，归纳出细胞膜的功能
讨论：
1、为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
2、据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该有什么功能？
科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色。
问题探讨
1、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、细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
2.控制物质进出细胞
营养物质、O2等
代谢废物、CO2
细胞产物
(抗体、激素等)
不需要或者有害的物质
(病菌、病毒等)
×
(相对性)
核酸等重要成分
×
细胞膜的功能特性：选择透过性
3.进行细胞间的信息交流
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
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（化学本质为糖蛋白）
（1）通过细胞分泌化学物质完成间接交流
“内分泌细胞 - 激素 -靶细胞 ”≈“写信人 - 信件 - 收信人 ”
3.进行细胞间的信息交流
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。
受体
3.进行细胞间的信息交流
（2）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
3.进行细胞间的信息交流
胞间连丝
思考：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？
1、成分：纤维素和果胶
2、功能：支持和保护
3、特性：具有全透性
植物的细胞壁起支持和保护的作用，具有全透性，并不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界。
时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
实验一
化学知识
相似相溶原理：通俗的讲，即分子结构越相似的物质，越是容易相互溶解。
提出假说：
细胞膜是由脂质组成的。
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
任务二：对细胞膜成分的探索
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
2、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？
思考与讨论
是通过对现象的推理分析的。
有必要，通过鉴定能更准确地说明问题
提出假说（p44)
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。是一种常见的科学方法。
任务二：对细胞膜成分的探索
实验二
时间：20世纪初，采用哺乳动物成熟的红细胞，经过一定的方法处理获得纯净的细胞膜。进行化学分析。
结论：细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
任务二：对细胞膜成分的探索
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。
亲水的头
疏水的尾
思考：
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？
水
水
水
任务二：对细胞膜成分的探索
实验三
1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
戈特和格伦德尔的实验得出了怎样的推论？
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层！
结 论
任务二：对细胞膜成分的探索
水
实验四
推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
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。
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。
任务二：对细胞膜成分的探索
脂质
（约50%）
糖类
（2%-10%）
蛋白质
（约40%）
磷脂最丰富
胆固醇（少量）
细胞膜的组成成分
（动物）
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
任务二：对细胞膜成分的探索
暗
亮
暗
1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—亮—暗的三层结构。
结构特点：静止的
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。
蛋白质
蛋白质
磷脂
任务三：对细胞膜结构的探索
电镜成像原理
电子束照射大分子物质（蛋白质），透光率低，黑暗；照射小分子物质（脂质），透光率高，光亮。
罗伯特森的假说不能解释哪些功能？
任务三：对细胞膜结构的探索
变形虫摄食纤毛虫
细胞分裂和生长
任务三：对细胞膜结构的探索
结论：细胞膜具有流动性（结构特点）。
通过人鼠细胞融合实验，你可以得出什么结论？
磷脂双分子层
糖蛋白
蛋白质
在新的观察和实验证据的基础上，1972年辛格和尼科尔森提出了细胞膜的分子结构模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。
任务三：对细胞膜结构的探索
时间和人物 研究对象 实验结果&推测&假说
细胞膜除了脂质分子，可能还附有蛋白质
植物细胞的通透性
动物的卵细胞、红细胞、神经细胞；哺乳动物的红细胞
人的红细胞
电镜观察细胞膜
所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
人、鼠细胞融合实验
细胞膜的分子结构
细胞膜是由脂质组成的
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
细胞膜具流动性
流动镶嵌模型
1972年，辛格和尼科尔森
1970年
1959年，罗伯特森
1925年，戈特和格伦德尔
20世纪初
19世纪末欧文顿
对细胞膜的探索历程小结
细胞膜的张力
1935年，丹尼利和戴维森
任务四：阅读教材p44图3-5，识别膜结构并概括细胞膜结构特点
1、细胞膜的基本支架：
磷脂双分子层
其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧。
2、蛋白质分子的位置：
有的镶在磷脂双分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。
2、蛋白质分子的位置：
3、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
如何判断细胞膜的内外侧？
糖被作用：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系
任务四：阅读教材p44图3-5，识别膜结构并概括细胞膜结构特点
4、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。
任务四：阅读教材p44图3-5，识别膜结构并概括细胞膜结构特点
思考：既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？
1.水分子很小，可以通过磷脂分子运动时产生的间隙。
2.膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。
磷脂双分子层构成膜的基本支架。
01
蛋白质分子或镶或嵌或贯穿在磷脂双分子层上，体现了膜结构的不对称性。
02
生物膜具有流动性(磷脂双分子层具有流动性，大多数的蛋白质也是可以运动的)。
03
细胞膜外表，有一类糖类分子，叫做糖被(糖被与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系)。
04
小结
一、功能
二、对细胞膜成分的探索历程
三、对细胞膜结构的探索历程
四、流动镶嵌模型的基本内容
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
细胞膜的结构和功能
（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）通过相邻两细胞之间形成通道来传递信息
1、细胞膜的组成成分：脂质、蛋白质、少量糖类
2、细胞膜的结构特点：具有流动性