人教版（2019）生物必修一3．1 细胞膜的结构和功能（共42张PPT）

(共42张PPT)
第三章
分子与细胞
学习目标
1.明确细胞膜的主要功能
2.掌握生物膜流动镶嵌模型的基本内容
3.分析细胞膜结构的探索历程，
领悟科学的过程和方法
导入新课问题
探讨
用台盼蓝染色的细胞
1、将细胞与外界环境分隔开
原始地球环境
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。
探究新知
一
合作
探究
细胞膜的功能
材料用具：苋菜、冷水、开水、烧杯、玻璃棒
实验步骤：
①
②
③
预期结果：
取2只烧杯，编号A、B，各加入300mL的冷水和开水。
向两只烧杯中各加入两株的红色苋菜。
用玻璃棒搅拌，观察现象
探究新知
一
合作
探究
1、为什么冷水浸泡苋菜，溶液颜色不变，而开水浸泡苋菜，溶液颜色变红？
2、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，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗?
活细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
选
择
性
相
对
性
2、控制物质进出细胞
活细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
3、进行细胞间的信息交流
资料分析：
①胰岛B细胞可参与促进肝脏合成肝糖原，降低血糖。
②向高等植物的一个细胞中注入荧光染料(能发出荧光的染料)，染料迅速扩散到相邻的细胞内。
③海洋或河流中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，这些精子与卵细胞并没有发生结合。
阅读课本P41的内容，细胞间信息交流的方式。
细胞间信息交流的方式
（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
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
（信号分子）
胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，分泌后通过血液循环作用于靶细胞，如作用于肝细胞的受体，可以促进葡萄糖进入肝细胞并加速葡萄糖合成肝糖原，从而降低血糖。
（2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。
例如：精子和卵细胞之间的识别和结合
精子表面的信号分子只能与同种生物卵细胞的细胞膜表面的受体特异性结合
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。
（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息
除了以上提到的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。
植物细胞的细胞壁
主要功能：支持和保护；特性：全透性
拓展提升
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。
啊，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何等模样！
—进行细胞间信息交流
是谁，隔开了原始海洋的动荡
是谁，奏鸣了生命的交响
是谁，为我日夜守边防
是谁，为我传信报安康。
将细胞与外界环境隔开
——控制物质进出细胞
探究新知
一
归纳
总结
细胞膜的功能
塑料布？
普通布？
弹力布？
对细胞膜成分、结构的探究
探究新知
二
合作
探究
细胞膜很薄，是细胞的边界；
细胞膜能够控制物质的进出；
植物细胞质壁分离和复原说明细胞膜具有一定的弹性。
弹力布与真实的细胞膜有何区别？
回到19世纪重温科学发现之旅……
科学家对细胞膜成分的探索历程
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细胞膜
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探究一：1895年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。
如果你是欧文顿，你能得出怎样的结论呢？
膜是由脂质组成的
→提出假说
亲水头部
疏水尾部
如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水—空气界面上排布？
与水亲和的亲水头部分布在水中，而两条疏水尾与水不亲和，因此受到水分子的排斥而朝向空气中。
动动手
空气
水
如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？
磷脂分子的疏水尾由于受到斥力而自发的聚集起来，形成一个脂分子团，亲水头部向外，疏水尾部朝内。
动动手
水
正常情况下细胞膜一般处于什么环境？
磷脂分子形成两层分子，亲水头部分别在两侧朝向外部的水溶液，疏水尾部相对排列在内。
动动手
理论需要实验的支持！
探究二：1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，将提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其单分子层所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。
水层
空气
结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
磷脂双分子层
细胞膜的成分:
脂质（约50%）
蛋白质（约40%）
糖类（约2%-10%）
磷脂最丰富
动物细胞膜含有少量胆固醇
细胞膜中含有的元素主要有：
糖蛋白具有识别作用
C、H、O、N、P
细胞外
细胞内
细胞膜
蛋白质
蛋白质在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。
探究三：资料四：1959年，J.D.Robertsen根据电镜下观察到“蛋白质－脂质－蛋白质”
“蛋白质－脂质－蛋白质”的静态模型是否有缺陷，应如何修正？
“三明治”结构模型
分泌蛋白的合成与运输
探究四：荧光染料标记实验
1970年，Frye和Edidin
人-鼠细胞融合实验
细胞膜的结构特点：具有流动性
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
补充资料:1972年，辛格（S.
J.
Singer）和尼克尔森（G.
Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，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。
1972年辛格（S.
J.
Singer）和尼克尔森（G.
Nicolson）总结前人的研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。
结构特点：具有一定的流动性
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由______组成的；
20世纪初，化学分析结果指出膜主要由_______和_________组成；
1925年，细胞膜中的脂质排列为连续的_____层
罗伯特森1959年提出的“三明治”模型：所有生物膜都
由________________________三层结构；
1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有
_______________；
1972年，桑格和尼克森提出了_______________
。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
一定的流动性
流动镶嵌模型
生物膜流动镶嵌模型的探索历程
两
课堂总结
模型建构的基本方法：
实验、推理和想象
提出假说
实验验证
提出假说
实验验证
建构模型
修正模型
科学方法
1.如表关于生物膜的探索历程对应关系错误的是（　
）
D
反馈训练
选项
实例（实验）
结论（假说）
A
脂溶性物质更易通过细胞膜
膜是由脂质组成的
B
红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍
细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层
C
电镜下细胞膜呈清晰的暗-亮-暗三层结构
生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成
D
人鼠细胞杂交实验中两种颜色的荧光均匀分布
细胞膜是镶嵌结构
2.
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述，有多种类型。某同学用一些材料制作了细胞膜的流动镶嵌模型，他所构建的是（
）
A．物理模型
B．数学模型
C．概念模型
D．以上都不对
A
3.如图为细胞膜结构模型示意图，①～③表示构成细胞膜的物质，下列叙述错误的是（　　）
A．①是糖蛋白
B．③是磷脂双分子层
C．细胞膜结构中只有③具有流动性
D．细胞膜的功能主要与①②的种类和数量有关
C
4.下列叙述中，不属于细胞膜功能的是（　　）
A．控制物质进出细胞
B．进行细胞间的信息交流
C．将细胞与外界环境隔开
D．控制细胞内物质的合成
D
5.下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（　　）
A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离
B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化
C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取
D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
A
6.下列有关细胞间信息交流，据图回答问题：
（1）图中反映的是细胞膜的_________功能．
（2）图中乙表示________，丙表示________．
（3）细胞间信息交流的方式多种多样，有直接传递信息的，如_______________的识别和结合就是通过两个细胞的________直接接触，完成信息交流．
信息交流
靶细胞
受体
精子和卵细胞
细胞膜