【課件】細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

我確信哪怕一個(gè)最簡單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計(jì)出的任何智能電腦更精巧。-----翟中和院士第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

植物的細(xì)胞壁起支持和保護(hù)的作用，具有全透性，并不能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，所以不是真正的邊界。思考1：植物細(xì)胞最外面是細(xì)胞壁，那么植物細(xì)胞的邊界為什么不是細(xì)胞壁而是細(xì)胞膜呢？思考2：鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不會(huì)著色。

活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(xì)胞膜。本節(jié)聚焦1、細(xì)胞膜有哪些主要功能？2、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？3、通過對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程的分析，你對(duì)科學(xué)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流一、細(xì)胞膜的功能(P40)分泌物代謝廢物CO2、尿素、多余的無機(jī)鹽等。抗體、激素等物質(zhì)水、無機(jī)鹽、氨基酸、葡萄糖等。營養(yǎng)物質(zhì)病毒病菌方式一通過細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)交流（間接交流）方式二通過細(xì)胞膜相互接觸交流（直接交流）發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)分子靶細(xì)胞膜上接受信號(hào)分子的受體方式三

通過通道傳遞（通道交流）思考：結(jié)構(gòu)決定功能，那么細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是怎么樣的呢？二、細(xì)胞膜成分的探索【資料1】1895年歐文頓：多種物質(zhì)對(duì)膜的通透性實(shí)驗(yàn)，溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易通過細(xì)胞膜。細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理推斷：膜是由脂質(zhì)組成的【資料2】科學(xué)家利用動(dòng)物的卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等作為研究材料，并利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞，通過一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，并對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行分析，得出組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂的含量最多。思考：為什么選擇哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞來制備細(xì)胞膜？

如何獲得？【磷脂】是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子。磷酸“頭部”是親水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。磷脂分子的結(jié)構(gòu)思考：磷脂分子在空氣——水界面上會(huì)怎樣排布？【資料3】1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。推斷：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層?！举Y料4】1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力；當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質(zhì)，其表面張力降低。推測：細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)?！举Y料5】

科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜會(huì)被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對(duì)蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）

【資料6】神經(jīng)髓鞘的蛋白質(zhì)含量不僅少，而且蛋白質(zhì)種類只有3種。神經(jīng)髓鞘也比較簡單，主要起絕緣作用。紅細(xì)胞、肝細(xì)胞、大腸桿菌的細(xì)胞膜都承擔(dān)著非常復(fù)雜繁多的生理功能，它們的細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量均較多。細(xì)胞膜中確定含有蛋白質(zhì)，且種類不同。不同細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量均較多。膜成分的探索小結(jié)1895歐文頓溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易通過細(xì)胞膜。20世紀(jì)初利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，制備出純凈的細(xì)胞膜，分析得出組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。1935丹尼利和戴維森細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力推測：細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。1925戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜主要成分是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類。細(xì)胞膜的成分脂質(zhì)（約占50%）蛋白質(zhì)（約占40%）糖類（2%-10%）資料11959年羅伯特森在電鏡下觀察到了細(xì)胞膜的清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，是一種靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。“三明治模型”三、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索思考：如果細(xì)胞膜是靜態(tài)的，如何解釋細(xì)胞的生長、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、受精時(shí)細(xì)胞融合呢？資料21970年，人——鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)）細(xì)胞膜具有流動(dòng)性資料31959年，羅伯特森利用電子顯微鏡拍攝到了細(xì)胞膜的圖像為暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，測定細(xì)胞膜的厚度為7—8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，若“三明治”模型成立，兩層磷脂加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。物理學(xué)家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細(xì)胞膜斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。資料4否定了羅伯特森的“三明治模型“資料51972年辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）總結(jié)提出了新的生物膜模型———流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，蛋白質(zhì)分子在

膜兩側(cè)不對(duì)稱分布。2、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的，膜具有流動(dòng)性。結(jié)構(gòu)功能①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流具有一定的流動(dòng)性細(xì)胞膜組分功能特性：選擇透過性磷脂蛋白質(zhì)脂雙層為基本骨架鑲嵌、嵌入、貫穿細(xì)胞表面決定膜的功能細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等糖類1.下圖是細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型示意圖，下列敘述正確的是()。A.細(xì)胞膜功能的復(fù)雜性與②的種類無關(guān)B.在水環(huán)境中，①可自發(fā)形成雙層結(jié)構(gòu)C.③在細(xì)胞的內(nèi)外兩側(cè)均有分布，起到信息傳遞的作用D.此圖為電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞膜亞顯微結(jié)構(gòu)B課堂練習(xí)2.細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)中具有重要作用。下列相關(guān)敘述<zzd>不正確</zzd>的是()。A.細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間的信息交流中具有識(shí)別作用B.細(xì)胞膜對(duì)膜兩側(cè)物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性C.細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類有差異D.磷脂雙分子層不能體現(xiàn)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的選擇性D3、右圖是由磷