3.1 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

我確信哪怕一個(gè)最簡(jiǎn)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?！都?xì)胞生物學(xué)》第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能問題探討P40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。討論：1.為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色？2.據(jù)此推測(cè)，細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，應(yīng)該具有什么功能？問題探討一個(gè)國(guó)家液也有它自己的邊界......病毒皮膚是人體的邊界......有效阻擋紫外線煮熟一、細(xì)胞膜的功能新鮮的莧菜葉泡進(jìn)水中，水一般不會(huì)變紅，但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁，這可能是因?yàn)槭裁矗侩u蛋中其實(shí)只有蛋黃才算真正的細(xì)胞，蛋清只是供受精卵發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)你打破一個(gè)雞蛋時(shí)，蛋清會(huì)迅速平攤在桌面，朝各個(gè)方向流去，蛋黃卻好像被包裹了起來，不會(huì)四處流動(dòng)，由此你想到了什么？一、細(xì)胞膜的功能細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜，也叫質(zhì)膜。一、細(xì)胞膜的功能一、細(xì)胞膜的功能P40功能1：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開來生命起源于原始地球——一盆“熱湯”中，膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，細(xì)胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。一、細(xì)胞膜的功能功能2：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞注：細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的一、細(xì)胞膜的功能活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，細(xì)胞膜對(duì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)具有控制作用。細(xì)胞需要的的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞不需要的物質(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞。如臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通過細(xì)胞膜，因此活細(xì)胞不被染色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的能力，臺(tái)盼藍(lán)能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。功能3：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流多細(xì)胞生物依賴各種分化的細(xì)胞密切合作，共同完成一系列復(fù)雜的生命活動(dòng)。各個(gè)細(xì)胞之間必須保持功能的協(xié)調(diào)性，這種協(xié)調(diào)性的實(shí)現(xiàn)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也依賴于信息的交流。一、細(xì)胞膜的功能方式一：物質(zhì)傳遞內(nèi)分泌細(xì)胞激素靶細(xì)胞血管靶細(xì)胞實(shí)例：胰島素從胰島B細(xì)胞的細(xì)胞膜釋放后，隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。【進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的方式】一、細(xì)胞膜的功能方式二：接觸傳遞發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(hào)分子相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。如：精子和卵細(xì)胞之間的結(jié)合【進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的方式】一、細(xì)胞膜的功能一、細(xì)胞膜的功能P41方式三：通道傳遞相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如：高等植物細(xì)胞間通過胞間連絲相互連接進(jìn)行信息交流。一、細(xì)胞膜的功能【進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的方式】1.下列生理活動(dòng)不能體現(xiàn)細(xì)胞間信息交流的是（）A.動(dòng)物分泌的激素使靶細(xì)胞的代射活動(dòng)發(fā)生改變B.人成熟的紅細(xì)胞吸收水分C.精卵之間的識(shí)別與結(jié)合D.高等植物細(xì)胞間通過胞間連絲求進(jìn)行信息交流【小試牛刀】二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索【自主閱讀】請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P42相關(guān)科學(xué)史，感悟科學(xué)探究的基本思路和方法，沿時(shí)間線梳理并完善下列內(nèi)容：推測(cè)：細(xì)胞膜是由

組成的組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有

和

其中

含量最多推斷：細(xì)胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的

層推測(cè)：細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有

脂質(zhì)磷脂膽固醇磷脂兩蛋白質(zhì)

1895年歐文頓的研究

制備細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)分析

1925年戈特、格倫德爾提取脂質(zhì)、鋪展實(shí)驗(yàn)

1935年丹尼利、戴維森

細(xì)胞膜張力研究二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索1895年歐文頓用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。提出假說:膜是由脂質(zhì)組成的脂溶性物質(zhì)水溶性物質(zhì)使用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞獲得了細(xì)胞膜化學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多。二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索1925年戈特、格倫德爾測(cè)得面積S1提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層測(cè)得面積S2提出假說:細(xì)胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層1925年丹尼利和戴維森二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索已知：油滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)，表面張力就會(huì)降低。細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力細(xì)胞膜可能還含有蛋白質(zhì)推測(cè)注意：細(xì)胞膜功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還有少量的糖類。注意，動(dòng)物細(xì)胞膜還有少量膽固醇。脂質(zhì)（50%）蛋白質(zhì)（40%）少量糖類（2%~10%）磷脂分子的結(jié)構(gòu)式磷酸親水的頭部（極性）脂肪酸疏水的尾部（非極性）磷脂分子模型磷脂分子示意圖二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索空氣水在水中形成的磷脂雙分子層模式圖水面水面二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索2.細(xì)胞膜中的各種成分及其含量如圖所示，其中①②③對(duì)應(yīng)的成分是（）A.①磷脂，②蛋白質(zhì)，③膽固醇B.①蛋白質(zhì)，②脂肪，③糖類C.①糖類，②脂質(zhì)，③蛋白質(zhì)D.①糖類，②蛋白質(zhì)，③脂質(zhì)【小試牛刀】三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。他大膽地提出假說：所有細(xì)胞膜都是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。1959年羅伯特森細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片(靜態(tài)結(jié)構(gòu))蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)的細(xì)胞膜三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索后來，不少科學(xué)家對(duì)于細(xì)胞膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑：如果細(xì)胞膜是靜態(tài)的，很難解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象。人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記膜蛋白誘導(dǎo)融合40分鐘后370C人鼠熒光標(biāo)記細(xì)胞膜具有流動(dòng)性（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1970年用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用發(fā)紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合。三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。1972年辛格、尼科爾森細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的。

磷脂雙分子層是細(xì)胞膜的基本支架，其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔谩Ｈ?duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成的糖蛋白或與脂質(zhì)結(jié)合形成的糖脂，這些糖類分子叫做糖被，糖被在細(xì)胞生命活動(dòng)中有重要的功能，例如糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動(dòng)鑲嵌模型與蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)的“三明治”模型，除了蛋白質(zhì)的分布不同之外，最主要的區(qū)別在哪里？流動(dòng)鑲嵌模型的一個(gè)動(dòng)態(tài)的模型，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞膜的流動(dòng)性