3.1+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（2019）必修1

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)與功能（第1課時(shí)）細(xì)胞壁細(xì)胞膜第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞器第2節(jié)

細(xì)胞器之間的分工作細(xì)胞核第3節(jié)

細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)010203通過對(duì)細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維方式。（科學(xué)思維）通過學(xué)習(xí)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索歷程，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。（社會(huì)責(zé)任）通過對(duì)細(xì)胞膜的功能、組成和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。（生命觀念）細(xì)胞作為基本的生命系統(tǒng)，它的邊界是什么？細(xì)胞膜，也叫質(zhì)膜細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)如何？有什么作用呢？任務(wù)一：自主閱讀課本P40-41頁的內(nèi)容，歸納總結(jié)細(xì)胞膜的功能。3min。膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段。原始海洋古細(xì)菌原始生命（一）將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開

細(xì)胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，使細(xì)胞成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。細(xì)胞膜的功能營養(yǎng)物質(zhì)代謝廢物不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外的物質(zhì)核酸等重要成分（二）控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞細(xì)胞膜的功能營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機(jī)鹽、葡萄糖等）不需要、有害的物質(zhì)（如細(xì)菌、病毒等）抗體、激素等細(xì)胞合成并分泌廢物（CO2、尿素等）細(xì)胞代謝產(chǎn)生（二）控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞①細(xì)胞需要的物質(zhì)—進(jìn)入細(xì)胞②不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)—不容易進(jìn)入細(xì)胞③有些病毒、病菌也能侵入細(xì)胞細(xì)胞膜的功能特性：選擇透過性選擇透過性是相對(duì)的細(xì)胞膜的功能

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。為什么活細(xì)胞不能被染色而死細(xì)胞能被染色？

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。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去了選擇透過性，臺(tái)盼藍(lán)可以進(jìn)入。細(xì)胞膜的功能【功能3】進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流【思考】細(xì)胞之間信息交流的方式有哪些？縮手反射與善人居,如入芝蘭之室,久而不聞其香;與惡人居,如入鮑魚之肆,久而不聞其臭手被燙到，為什么大腦皮層會(huì)產(chǎn)生“痛”覺？鼻子接觸鮮花，為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”“臭”的感覺？這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能？細(xì)胞膜的功能發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞靶細(xì)胞信號(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。（1）細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息（三）進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流受體受體：1.化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白(蛋白質(zhì))2.作用：接受激素等化學(xué)物質(zhì)的信號(hào)3.特點(diǎn)：專一性（一種受體只能識(shí)別一種或者一類物質(zhì)）無法直接接觸的細(xì)胞如何傳遞信息呢？細(xì)胞膜的功能（2）化學(xué)物質(zhì)傳遞信息（內(nèi)分泌）細(xì)胞分泌的信號(hào)分子（如激素），隨體液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的（細(xì)胞膜表面或細(xì)胞內(nèi)）受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。（三）進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

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，高等植物之間通過胞間連絲相互連接，進(jìn)行信息交流。（3）通過細(xì)胞通道傳遞信息（三）進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流胞間連絲相互連接傳遞信息（視頻）細(xì)胞膜的功能的總結(jié)是誰，隔開了原始海洋的動(dòng)蕩是誰，奏鳴了生命的交響是誰，為我日夜守邊防是誰，為我傳信報(bào)安康與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進(jìn)出進(jìn)行細(xì)胞間信息交流除了以上提到的三種功能外，細(xì)胞膜還有細(xì)胞識(shí)別、保護(hù)細(xì)胞、參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、分泌等功能。（1）物質(zhì)傳遞（2）接觸傳遞（3）通道傳遞思考：細(xì)胞膜的功能是由什么決定的呢？我是歐文頓，經(jīng)過上萬次實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)……細(xì)胞膜非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理對(duì)細(xì)胞膜成分的探索1.歐文頓（E.Overton）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：假說：脂質(zhì)分子更容易通過細(xì)胞膜細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的任務(wù)二：閱讀資料并結(jié)合課本P42頁的內(nèi)容，分析與細(xì)胞膜成分探索相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。6min。【資料】科學(xué)家利用哺乳動(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，并對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行分析。哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核和各種細(xì)胞器。【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？如何將細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)分離呢？2.對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行成分分析（3）細(xì)胞膜化學(xué)分析表明：脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多。（2）原理：動(dòng)物細(xì)胞放在清水里，細(xì)胞吸水漲破，內(nèi)容物流出即可離心得到細(xì)胞膜（1）材料：哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞(1)實(shí)驗(yàn)：研究細(xì)胞膜的張力。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。

由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會(huì)降低，因此丹尼利和戴維森作如下推測：細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，還可能附有蛋白質(zhì)。3.英國學(xué)者丹尼利和戴維森如何驗(yàn)證？2.對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行成分分析提示：酶具有專一性，磷脂酶只能分解磷脂，蛋白酶只能分解蛋白質(zhì)?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】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)被磷脂酶和蛋白酶分解。從以上實(shí)驗(yàn)中能得出什么結(jié)論？細(xì)胞膜的組成成分中含有磷脂和蛋白質(zhì)1號(hào)2號(hào)分別滴加等量（2管）清水、磷脂酶、蛋白酶1號(hào)2號(hào)3號(hào)1號(hào)2號(hào)3號(hào)加清水加磷脂酶加蛋白酶__________（約50%）__________（約40%）主要成分____________（約2%~10%）________（主要）_________（動(dòng)物細(xì)胞膜具有）脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類磷脂膽固醇細(xì)胞膜細(xì)胞膜的成分的總結(jié)

【資料】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)胞膜的功能主要由

決定，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,

的

和

越多?！舅伎肌坑缮鲜霾牧峡芍?，細(xì)胞膜的功能主要由哪一類物質(zhì)決定？蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)種類數(shù)量實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.人體注射卡介苗后，經(jīng)過免疫細(xì)胞的識(shí)別等過程，血液中會(huì)出現(xiàn)抗結(jié)核桿菌的抗體?？贵w的出現(xiàn)體現(xiàn)了細(xì)胞膜的哪一種功能？()A．控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞B．將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開C．排泄功能

D．進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

2.科學(xué)家將哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞放入蒸餾水中，造成紅細(xì)胞破裂，出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”，其主要成分是（）無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)、糖類C.脂肪、蛋白質(zhì)D.脂質(zhì)、蛋白質(zhì)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

8.下圖為細(xì)胞間信息傳遞的幾種方式示意圖，下面有關(guān)說法不正確的是（）A．圖甲分泌的激素可以直接進(jìn)入靶細(xì)胞而起到信息交流的作用B．圖乙可以表示精子與卵細(xì)胞結(jié)合時(shí)的信息交流方式C．圖丙中靶細(xì)胞表面，存在接受神經(jīng)細(xì)胞所產(chǎn)生的信號(hào)分子的受體D．細(xì)胞間的信息交流有利于細(xì)胞間功能的協(xié)調(diào)脂質(zhì)占總質(zhì)量的50%蛋白質(zhì)占總質(zhì)量的40%糖類占總質(zhì)量的2%-10%這些分子如何排列構(gòu)成細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)呢？（1）實(shí)驗(yàn)過程：從紅細(xì)胞膜中提取脂質(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)胞的表面積的2倍。S1S2三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1.荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾（2）實(shí)驗(yàn)推斷：_______________________________________細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列成連續(xù)的兩層。如果用其他細(xì)胞膜做實(shí)驗(yàn)，數(shù)量關(guān)系還是2倍嗎？磷脂的結(jié)構(gòu)三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索小組活動(dòng)：結(jié)合磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，繪制出①單層磷脂分子空氣與水界面上的分布；②磷脂分子在兩側(cè)都有水的環(huán)境中的分布模型。時(shí)間5min。磷脂分子在空氣與水界面上分布的模型三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索水水A水水B水水C親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水水水在細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水的環(huán)境中磷脂分子的排布三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1234任務(wù)三：自主閱讀課本P43頁的內(nèi)容，對(duì)照下列提綱梳理對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。6min。20世紀(jì)60年代以后，人們提出什么質(zhì)疑？1970年科學(xué)家做了什么實(shí)驗(yàn)？他們得出了什么結(jié)論？1972年桑格和尼克森在什么基礎(chǔ)上提什么觀點(diǎn)？20世紀(jì)學(xué)者的推測是什么？1959年羅伯特森發(fā)現(xiàn)了什么？三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索2.

單位膜模型（“三明治”結(jié)構(gòu)模型）所有的細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽地提出了細(xì)胞膜模型的假說：他把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1.20世紀(jì)40年代，有學(xué)者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片你贊同這種觀點(diǎn)嗎？該結(jié)構(gòu)模型有什么不足？2.單位膜模型（“三明治”結(jié)構(gòu)模型）三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索

20世紀(jì)60年代以后，人們對(duì)這一模型的異議增加了，不少科學(xué)家對(duì)于生物膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。膜靜態(tài)模型不能解釋下列現(xiàn)象：細(xì)胞的生長、分裂、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象都是難以實(shí)現(xiàn)的。把生物膜描述為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。3.人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)

1970年，弗雷和埃迪登(Frye和Edidin）等科學(xué)家用發(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)的探索融合細(xì)胞細(xì)胞融合37℃40min正在融合的細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記膜蛋白人細(xì)胞小鼠細(xì)胞這一實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明：實(shí)驗(yàn)方法：熒光標(biāo)記法

細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。4.冰凍蝕刻技術(shù)

三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索

物理科學(xué)家將標(biāo)本用干冰等冰凍，在低溫下用冷刀將細(xì)胞膜切開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面（冰凍蝕刻法），發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)在膜中的分布情況。冰凍蝕刻實(shí)驗(yàn)證明蛋白質(zhì)是如何排布的，有何特點(diǎn)？蛋白質(zhì)鑲嵌、嵌入或貫穿于磷脂雙分子層中。體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性，不同上述蛋白質(zhì)排列結(jié)構(gòu)。

5.流動(dòng)鑲嵌模型

三對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索時(shí)間：1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)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。請(qǐng)觀看動(dòng)畫后概括出生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。四流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.生物膜的基本支架：磷脂雙分子層2.蛋白質(zhì)在脂質(zhì)上的分布方式：鑲在表層、嵌入雙分子層、貫穿雙分子層，體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性。具有一定的流動(dòng)性具有一定的流動(dòng)性小組合作思考，磷脂和蛋白質(zhì)是如何運(yùn)動(dòng)的呢？磷脂分子的側(cè)向自由移動(dòng)膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)四流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容3.生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：4.生物膜的功能特點(diǎn)：具有選擇透過性具有一定的流動(dòng)性細(xì)胞膜外表面，有糖類分子與蛋白質(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，這些糖類分子叫作糖被。5.糖被：（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。）項(xiàng)目流動(dòng)性選擇透過性主要表現(xiàn)生物膜中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分子在膜中可作多種形式的移動(dòng)，膜整體也可以流動(dòng)。細(xì)胞膜選擇的小分子、離子可以通過，其他小分子、離子、大分子物質(zhì)則不能通過。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)磷脂分子具有流動(dòng)性，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也可以運(yùn)動(dòng)。膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同區(qū)別流動(dòng)性是膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇透過性是膜的功能特性實(shí)例變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞融合、胞吞、胞吐。植物對(duì)離子的選擇性吸收、腎小管的重吸收。聯(lián)系流動(dòng)性是選擇透過性的基礎(chǔ)，只有膜具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)出選擇透過性，凡是影響磷脂分子和蛋白質(zhì)分子活性的因素（溫度、pH、蛋白酶、脂溶劑等），均能夠影響膜的流動(dòng)性，影響膜的選擇透過性。流動(dòng)性和選擇透過性的比較細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)脂質(zhì)磷脂:（主要）磷脂雙分子層，構(gòu)成細(xì)胞膜（生物膜）的基本支架可以運(yùn)動(dòng)膽固醇：（少量，動(dòng)物細(xì)胞膜具有）