高中生物人教版（2019）必修1第3章 第1节 细胞膜的结构和功能 课件（39张PPT）

第1节细胞膜的结构和功能
学习目标
知识目标：简述细胞膜的结构和功能。
能力目标：构建知识体系，掌握细胞结构学习的
一般方法。
情感目标：通过细胞膜结构和功能的学习，树立
生物体结构与功能相适应的观点。
科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。
细胞作为一个基本的生命系统，它有自己的边界——细胞膜（又叫质膜）。
认真阅读课本P40页相关内容，归纳总结细胞膜的三大主要功能!
一、细胞膜的功能
——主要由膜上的蛋白质承担
1.将细胞与外界环境分隔开
原始地球环境
——形成一种屏障,保证细胞内部环境的相对稳定
膜的出现是生命起源
过程中至关重要阶段,它将生命物质与外界环境分隔开，才产生原始细胞。
一、细胞膜的功能
营养物质
无用的、有害的物质
细胞产生的分泌物（抗体、激素）、废物
控制作用是相对的，例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
2.控制物质进出细胞
DNA
细胞膜功能特点：
选
择
透
过
性
1、为什么冷水浸泡菠菜，溶液颜色不变，而开水浸泡菠菜，溶液颜色变绿？

活细胞的细胞膜具有选择透过性
应用：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， 细胞会被染成蓝色，而 细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
活
死
思考：
生活中的事例：糖醋蒜（腊八蒜）
2.食醋中的醋酸能将细胞杀死，使细胞膜失去选择透过性，这样，蔗糖等物质就可以进入细胞内。
3.进行细胞间的信息交流
一、细胞膜的功能
方式一：通过体液
3.进行细胞间的信息交流
一、细胞膜的功能
方式一：通过体液（远距离）
3.进行细胞间的信息交流
三、细胞膜的功能
方式一：通过体液
本质：糖蛋白
受体 具有特异性：一种受体只能识别
一种信号分子

受体
(信号分子）
3.进行细胞间的信息交流
三、细胞膜的功能
方式二：细胞膜接触
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
例如：精子和卵细胞的识别和结合
受体
3.进行细胞间的信息交流
三、细胞膜的功能
方式三：形成通道
胞间连丝
高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流
3.进行细胞间的信息交流
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
2.控制物质进出细胞
思考与讨论：
细胞膜为什么具有这些功能？
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
----运用提出假说的科学方法
细胞膜之所以具有这些功能与它的成分和结构是分不开，但细胞膜非常薄，高倍镜难以看清。
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细胞膜
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
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资料一：1895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→
资料二：科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质包含 ，其中 含量最多。
胆固醇和磷脂
磷脂
二、对细胞膜的成分的探索
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
正常情况下细胞膜一般处于什么环境？
理论：磷脂分子排成两层，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！
资料三：1925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：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。
磷脂双分子层
二、对细胞膜的成分的探索
资料四：1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。发现细胞的表面张力明显低于油-- 水界面的表面张力。由于人们已经发现油脂滴的表面如果吸附有蛋白质，表面张力会降低。
推测：细胞膜中除含脂质外还 含 。
蛋白质
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：
C、H、O、N、P
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。
资料五：1959年，罗伯特森J.D.Robertsen根据电镜下观察到
“蛋白质－脂质－蛋白质”的静态模型是否有缺陷？
“三明治”结构模型
不能解释细胞的生长和变形虫的变形运动
“蛋白质－脂质－蛋白质”
（暗）（亮）（暗）
三、对细胞膜的结构的探索
变形虫在吞噬草履虫
诱导
融合
人细胞
鼠细胞
荧光标记 蛋白质
1970年，Frye和Edidin
人-鼠细胞融合实验
表明细胞膜：具有流动性
40分钟后
370C
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
资料六：荧光染料标记实验
四、流动镶嵌模型的基本内容 （辛格和尼科尔森）
贯穿
镶在
嵌入
磷脂分子
蛋白质分子
糖脂
外侧
内侧
磷脂双分子层
糖蛋白
1972年,辛格和尼科尔森提出生物膜的流
动镶嵌模型
组成成分
脂质
蛋白质
糖
结构
基本骨架：
蛋白质位置：
糖蛋白分布：
结构特点：
磷脂双分子层
镶、嵌入、贯穿
细胞膜外侧
一定的流动性
流动镶嵌模型
四、流动镶嵌模型的基本内容
练一练：
d
第1节细胞膜的结构和功能
特点
特点
流动性
选择透过性
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，细胞膜中的磷脂排列为连续的_____层
罗伯特森1959年提出的“三明治”静态模型：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，辛格和尼科尔森提出了_______________ 。
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
　　1．科学家将哺乳动物的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”。其主要成分是
　　A．无机盐、蛋白质
　　B．蛋白质、糖类
　　C．脂肪、蛋白质
　　D．磷脂、蛋白质
基础训练
　　2．动物细胞和植物叶肉细胞的细胞膜功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中（ 　 ）
　　A、脂质不同
　　B、磷脂不同
　　C、蛋白质不同
　　D、水不同
　　3、下列哪一项不是细胞间信息交流的方式（ 　 ）
　　A、胰岛细胞形成的胰岛素通过血液运输作用于组织细胞
　　B、精子和卵细胞相互接触完成受精作用
　　C、细胞膜将细胞与环境分隔开
　　D、高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接
　　4、细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面（ ）
　　①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
　　②细胞产生的代谢废物可以排出细胞
　　③细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞
　　④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞
　　A．①②③ B．①②④
　　C．②③④ D．①③④
　　5．把人或哺乳动物的成熟红细胞做为获取细胞膜的实验材料的依据是
　　A．人或哺乳动物的成熟红细胞容易获取
　　B．人或哺乳动物的成熟红细胞中没有任何物质
　　C．人或哺乳动物的成熟红细胞中没有任何细胞器
　　D．人或哺乳动物的成熟红细胞中只有核糖体，没有其他有膜细胞器
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？
搅拌后可自发形成双层脂质分子的球形脂质体(如图所示)。
动动手
水
推测：
①欧文顿发现：凡是易溶于脂质的物质，也容易
穿过细胞膜；反之，不容易溶于脂质的物质，
也不容易穿过细胞膜。
资料：
细胞膜中含有 。
二.细胞膜的成分
二、细胞膜的成分
科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质包含 ，其中磷脂 。
脂质
二、流动镶嵌模型的基本内容
脂质
蛋白质
糖类
约50%
约40%
约2%-10%
磷脂最丰富，动物
细胞膜中还有胆固醇
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
参与形成糖蛋白或糖脂，与信息交流相关
选
择
透
过
性
2、控制物质进出细胞
注意:细胞膜的控制作用是相对的,环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病菌,病毒也可以侵入细胞,使生物体患病。
细胞外
细胞内
细胞膜
蛋白质