【课件】第3章第1节 细胞膜的结构和功能

1、第第3章章 第第1节节 细胞膜的结构与功能细胞膜的结构与功能教学目标核心素养1.概述细胞膜的主要功能。2.分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。3.了解流动镶嵌模型的基本内容。生命观念通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观科学探究领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。科学思维流动镶嵌模型及其解读。 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染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。色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。 讨论讨论 1 1为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 2 2据此推测，

2、细胞膜作为细胞的边界，应该具有什据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么么功能？功能？01细胞膜的功能推测的原始推测的原始海洋景观图海洋景观图将将细胞与外界环境分细胞与外界环境分隔开隔开1膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。材料用具：苋菜、冷水、开水、烧杯、玻璃棒实验步骤：预期结果：取2只烧杯，编号A、B，各加入300mL的冷水和开水。向两只烧杯中各加入两株的红色苋菜。用玻璃棒搅拌，观察现象 1、为什么冷水浸泡苋菜，溶液颜色不变，而开水浸泡苋菜，溶液颜色变红？ 2、科研上鉴别死细胞和活细胞，常

3、用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗? 活细胞膜具有控制物质进出细胞的功能控制控制物质进出物质进出细胞细胞2进行细胞间的信息进行细胞间的信息交流交流3（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。 海洋中的生物进行繁殖时，将精子和卵细胞排到水中，海水中有很多生物的精子和卵细胞，为什么只有同种生物的精子和卵细胞结合呢？ 蜜蜂为植物传粉时，是不分植物的种类的，雌蕊的柱头上有多种不同植物的花粉，但只有同种物的花粉能萌发出花粉管，为什么？（2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。相邻两个细胞之间形成通道，

4、携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息除了以上提到的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。02对细胞膜成分的探索18951895年年，英国科学家欧文顿（，英国科学家欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验。）实验。不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜通过通过上述实验上述实验，你，你会做出会做出什么样的推测？什么样的推测？ 细胞膜细胞膜中中含有脂质含有脂质。 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

5、膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，一其中磷脂含量最多。为什么用哺乳动物的红细胞能制备出纯净的细胞膜呢为什么用哺乳动物的红细胞能制备出纯净的细胞膜呢？ 因为哺乳动物因为哺乳动物成熟的成熟的红细胞红细胞没有没有细胞核和众多的细胞器。细胞核和众多的细胞器。亲水疏水多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。他们由此推断：他们由此推断： 1925 1925年，两位荷兰科学家戈特（年，两位荷兰科学家戈特（E.GonerE.Goner）和格伦德尔（）和格伦德尔（F.Grendel)F.Grendel)用丙酮从

6、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，在空气水界面上铺成单分子层，测得单层分水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的子的面积恰为红细胞的表面积的2 2倍。倍。 1935 1935年，英国学者丹尼利(J.F.Danielli)(J.F.Danielli)和戴维森(H.Davson)(H.Davson)研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力。 由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。脂质脂质蛋白质蛋白质 糖类糖类细胞膜的细胞膜的化学成分化学成

7、分大约占50%50%大约占40%40%大约2%10%2%10%细胞膜的细胞膜的化学成分化学成分03对细胞膜结构的探索 20 20世纪4040年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 1959 1959年，罗伯特森（J. D. RobertsonJ. D. Robertson）在电镜下看到膜清晰的暗亮暗的三层结构，他结合学家的工作，大胆地提出了细胞膜模型的假说：所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一结构。对罗伯特森模型的质疑：对罗伯特森模型的质疑： 不少科学家不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑对

8、于细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，：如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都动这样的现象都难以难以解释。解释。2020世纪6060年代以后，人们对这一模型的异议增加了。19701970年，细胞融合实验：年，细胞融合实验：融合细胞融合细胞细胞细胞融合融合37374040minmin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，细胞膜具有流动性。这一实验以

9、及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于细胞膜的分子结构模型。其中，19721972年，辛格（S.J.SingerS.J.Singer) )和尼科尔森（G G. .NicolsonNicolson) )提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。04 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 _ 是是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同发方式子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质

10、分子以不同发方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶嵌在磷脂双分子层中：有的 在磷脂双分子层表面，有的在磷脂双分子层表面，有的部分或全部部分或全部 磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的 整个磷脂双分子整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。磷脂双分子层磷脂双分子层镶镶嵌入嵌入贯穿于贯穿于细胞细胞膜膜的的流动性流动性细胞膜的流动镶嵌模型Flow Mosaic model of cell membrane糖被：细胞表面的识别、细胞间的信息传递等糖被：细胞表面的识别、细胞间的信息传递等植物细胞的细胞壁The cell wall of a plant cell植物细胞的细胞壁The cell wall of a plant cell细菌细胞壁成分细菌细胞