【课件】3.1细胞膜的结构和功能课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、变形虫的运动变形虫的运动 科学家用显微镜注射器将一种叫作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。注入伊红注入伊红伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？【联系生活】【联系生活】【联系生活】【联系生活】第2节 细胞膜的结构和功能细胞膜是系统的边界细胞膜是系统的边界 细胞做为一个系统，它的边界就是细胞膜细胞做为一个系统，它的边界就是细胞膜。细胞膜在细胞生命活动中有什细胞膜在细胞生命活动中有什么功能呢么功能呢？01细胞膜的功能活活动一：动一：探究细胞膜的功能探究细胞膜的功能以上现象体现出细胞膜有何功能呢？将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开资料：鸟类的卵细胞是自然

2、界中较大的细胞，未受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可以看作是一个卵细胞。原始海洋原始海洋细胞膜的这一功能有何意义？使细胞形成相对独立的系统使细胞形成相对独立的系统,保障了保障了细细胞内部环境的相对胞内部环境的相对稳定。稳定。在原始海洋这盆在原始海洋这盆“热汤热汤”中，膜的出现是生命起源中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始细胞分隔开，产生了原始细胞活活动一：动一：探究细胞膜的功能探究细胞膜的功能第二、三小组的实验展示第二、三小组的实验展示（1 1）蒸馏水浸泡蛋黄）蒸馏水浸泡蛋黄活活动一：动一：探究细胞膜的功能探究细胞

3、膜的功能第二、三小组的实验展示第二、三小组的实验展示（2 2）蓝墨水染色）蓝墨水染色2.是否细胞不需要的物质就一定不能进入？选选择透过择透过性（功能特点性（功能特点）1.通过以上实验，体现出细胞膜有什么功能？这一功能有何特点？实验分析实验分析蛋清蛋清蒸馏水蒸馏水控制物质进出细胞控制物质进出细胞 20192019年年1212月月2626日武汉发日武汉发现第一例不明原因的肺现第一例不明原因的肺炎。后查明为新型冠状炎。后查明为新型冠状病毒所致。病毒所致。资资料分料分析（析（1 1）病毒侵入人体后，寄生在何处呢？细细胞中胞中 废电池含有大量重金属汞、镉、锰、铅等人们一旦食用受电池污染的土地生产的农作物

4、或是喝了受污染的水，这些有毒的重金属就会进入人体细胞内，对人类健康造成极大的威胁资资料分料分析（析（2 2）由此可见，细胞膜的这种控制作用是由此可见，细胞膜的这种控制作用是相对相对的的。下列物质中，哪些可以进入细胞或从细胞排出呢？氨基酸、无机盐、葡萄糖氨基酸、无机盐、葡萄糖CO2、尿素、尿素抗体、激素抗体、激素细菌、病毒细菌、病毒营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）不需要、有害的物质（如不需要、有害的物质（如细菌、病毒细菌、病毒等）等）抗体、激素等抗体、激素等细胞合成并分泌细胞合成并分泌废物废物（CO2、尿素等）、尿素等）细胞代谢产生细胞代谢产生2 2、控制

5、、控制物质进出物质进出细胞细胞问题探讨问题探讨问题探讨问题探讨 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。讨论1为什么会出现上述现象？2据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，所以活细胞没胞不需要的物质，不易通过细胞膜，所以活细胞没有被染色。而死细胞细胞膜失去功能能够被染成蓝有被染色。而死细胞细胞膜失去功能能够被染成蓝色。色。细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能

6、。活活动一：动一：探究细胞膜的功能探究细胞膜的功能功能：进功能：进行细胞间的信息交流行细胞间的信息交流 人与人之间的交流、细胞之间的交流人与人之间的交流、细胞之间的交流 当你和朋友面对面时，你们会通过什么方式交流？当你和朋友不在一个地方，你们又会通过什么方式交流呢？如果你们不在一个地方，但是又想面对面交流，那又怎么办呢？通道交流通道交流间接交流间接交流直接交流直接交流受体血管细胞间信息交流的方式1（1）间接的信息交流：细胞分泌化学物质，通过体液运输。激素激素化学本质：化学本质：糖蛋白等糖蛋白等作用作用：接受接受激素激素等化学物质的信号等化学物质的信号特点：特点：专一性专一性（一种受体只能识别（

7、一种受体只能识别一种或者一类物质）一种或者一类物质）发出信号的细胞发出信号的细胞如：精子与卵细胞的结合靶细胞靶细胞信号分子信号分子受体受体（2）直接的信息交流：通）直接的信息交流：通过过相相邻细邻细胞膜的接触胞膜的接触传递传递信息。信息。1.精卵细胞的识别是通过哪种方式完成的呢？通过细胞膜的接触传递信息通过细胞膜的接触传递信息细胞间信息交流方式2 不需要不需要（3）通）通过过形成形成特殊通道特殊通道来来传递传递信信息息 如：高如：高等植物相等植物相邻细邻细胞胞间间通通过过胞胞间连丝间连丝传递传递信息。信息。该方式需要细胞膜上的受体参与吗？胞间连丝胞间连丝细胞间信息交流方式3总结细胞膜的功能总结

8、细胞膜的功能02对细胞膜成分的探索对植物细胞进行通透性实验，发现脂溶性物质更容易穿过细胞膜，非脂溶性物质不容易穿过细胞膜。1.1895年，欧文顿（1）实验：（2）结论：细胞膜是由细胞膜是由脂质脂质组成的。组成的。相似相溶原理相似相溶原理思考：思考：最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测?是通过对现象的推理分析而推测出来的是通过对现象的推理分析而推测出来的。运用的科学方法是运用的科学方法是提出假说提出假说科学方法科学方法-提出假说提出假说 再用进一步的再用进一步的观察与实验观察与实验

9、对已建立的假说进行对已建立的假说进行修正和补充。修正和补充。一种假说最终能否被接受或否定，取决于它是否能与以后不断一种假说最终能否被接受或否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。得到的观察和实验结果相吻合。首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说；种假说；要验证欧文顿的假说，首先要获得纯净的细胞膜。请根据提供的下列材料哪一种材料最合适获得纯净细胞膜。材料：材料：植物细胞植物细胞：有细胞壁、核和众多细胞器：有细胞壁、核和众多细胞器动物细胞：动物细胞：无细胞壁，有细胞无细胞壁，有细胞核和众多细胞器核和众多细胞器细菌

10、：细菌：有细胞壁有细胞壁哺乳动物成熟红细胞：哺乳动物成熟红细胞：无细胞壁，细无细胞壁，细胞核和众多细胞器胞核和众多细胞器演绎推理：设计验证实验演绎推理：设计验证实验因为哺乳动物成熟的红细胞因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞没有细胞壁，且无细胞核和众多的细胞器壁，且无细胞核和众多的细胞器。实验验证实验验证 科科学家的化学分学家的化学分析证实，细析证实，细胞膜胞膜的成分确实的成分确实含有脂质，其中含有脂质，其中磷脂磷脂最丰富最丰富，此外还，此外还含量少含量少量胆固醇量胆固醇。磷脂分子结构式磷脂分子结构式 磷脂分子模型磷脂分子模型 磷脂分子示意图磷脂分子示意图 磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、

11、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在空气水界面上会怎么样铺展？水水空气空气假说：磷脂分子形成两层，亲水头分别在两侧朝向水溶液，疏水尾相对排列在内。假说需要实验证据的支持！2、如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，它又将如何分布？资料：资料：19251925年，荷兰科学家戈特（年，荷兰科学家戈特（Gorter)Gorter)和格伦德尔和格伦德尔(F.Grendel(F.Grendel)用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水的界面铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细

12、胞的水的界面铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的2 2倍。倍。他们推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。他们推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。水水水水脂双层脂双层研究了膜的张力，发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。而此时，人们已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。4.1935年，英国丹尼利和戴维森（1）实验：（2）推测：细胞膜除含有脂质分子外，还可能附有蛋白质。后来还发现有少量糖类。细胞膜细胞膜成分成分脂质脂质(50%)(50%)蛋白质蛋白质(40%)(40%)少量的少量的糖类糖类(2%10%)(2%10%)磷脂磷脂最丰富，此外还有少量的

13、最丰富，此外还有少量的胆固醇胆固醇功能越复杂的细胞膜，功能越复杂的细胞膜，蛋白质蛋白质的种类和数量越多的种类和数量越多脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的呢？脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的呢？03对细胞膜结构的探索电子显微镜下看到清晰的暗亮暗三层结构，暗层为蛋白质分子，亮层为脂质分子。1.1959年，罗伯特森（1）实验：（2）结论：所有的细胞膜都是由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，是静态的统一结构。蛋白质资料 冰冻蚀刻电子显微法 标本用干冰（液氮）冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面活动二：请根据蛋白质的三种存在形式构建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排布模型镶在贯穿嵌入角蛙受精卵卵裂角蛙受精卵卵裂三.对细

14、胞膜结构的探索细胞膜是静态的观点，难以解释的现象变形虫摄食纤毛虫 19701970年，人鼠细胞融合实验：年，人鼠细胞融合实验：（荧光标记技术）（荧光标记技术）融合细胞融合细胞细胞细胞融合融合373740min40min正在融合正在融合的细胞的细胞红色荧光红色荧光染料标记染料标记膜蛋白膜蛋白绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记膜蛋白膜蛋白人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞 这一实验以及相关的其他实验证据表明，这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。细胞膜具有流动性。4.1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型 三、对细胞膜结构的探索04流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分子层蛋白质分子1.磷脂双

15、分子层构成膜的基本支架。2.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，有的贯穿整个磷脂双分子层。四、流动镶嵌模型的基本内容3.构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动，因此细胞膜具有流动性。四、流动镶嵌模型的基本内容磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被糖被4.4.细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜外外外外表表表表面面面面，有有有有糖糖糖糖类类类类分分分分子子子子与与与与蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子子子子结结结结合合合合形形形形成成成成的的的的糖糖糖糖蛋蛋蛋蛋白白白白，或或或或与与与与脂脂脂脂质质质质结结结结合合合合形形形形成成成成的的的的糖糖糖

16、糖脂脂脂脂，这这这这些些些些糖糖糖糖类类类类分分分分子子子子叫叫叫叫作作作作糖糖糖糖被被被被。（糖糖糖糖被被被被与与与与细细细细胞胞胞胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。）表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。）表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。）表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。）与生活的联系与生活的联系 细胞膜的组分细胞膜的组分并不是不可变并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，组分发生变化，糖蛋白含量下降糖蛋白含量下降，产生，产生甲胎蛋白甲胎蛋白(AFP)、癌癌胚抗原胚抗原(CEA)等物质。等物质。癌症癌症2121世纪的世纪的“第一杀手第一杀手”烧烤食物烧烤食物烧烤食物烧烤食物 油炸食物油炸食物油炸食物油炸食物 吸吸吸吸 烟烟烟烟 霉变食物霉变食物霉变食物霉变食物 结构特点:细胞膜具有一定的流动性。功能特点:细胞膜具有选择透过性。1.存在部位:细胞的最外层。2.主要成分：植物：纤维素和果胶细菌：肽聚糖3.功能：对细胞起支持、保护作用。（由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界）五、细胞壁的结构与功能【小结小结】