2022-2023学年 北师大版 必修1　质膜的结构与功能（30张） 课件

1、第1课时质膜的结构与功能第2章2022内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑课 堂 小 结课 标 定 位1.识记质膜的主要成分和结构特点。2.解释质膜主要由蛋白质和磷脂构成,具有一定的流动性。3.概述质膜的功能。4.探究植物细胞的吸水和失水方式。5.分析渗透现象。6.举例说明离子、小分子通过被动运输或主动运输进出细胞。7.举例说明大分子物质通过胞吞与胞吐进出细胞。素 养 阐 释1.以结构与功能观分析质膜的成分与结构。2.通过对质膜成分和结构的探索历程的学习,认识到科学探索是永无止境的,科学理论是在不断修正的过程中建立和完善的,这需要探索精神、科学思维和技术手段相结合。3.能够运用

2、物质跨膜运输的知识,解释生活中常见的生物学现象,分析和解决蔬菜腌制、合理施肥等实际问题。4.基于探究水进出植物细胞的原理这一实验,体验科学探究的一般过程,提高动手操作能力和设计实验的能力,并能运用到其他类似的科学探究活动中。自主预习新知导学一、质膜具有一定的流动性1.探究质膜的成分和结构特征(1)科学家比较几种细胞的质膜,得出其成分主要为蛋白质、磷脂等。科学家将人红细胞质膜中的磷脂提取出来,在空气-水界面上铺成单分子层,测得其所占面积约是红细胞表面积的2倍。(2)用电镜观察质膜,显示质膜具有3层结构,两侧为暗带,中间为亮带。利用冷冻蚀刻技术观察质膜的断裂面,可以看到蛋白质镶嵌在质膜中。(3)科

3、学家用荧光分子标记细胞的膜蛋白,然后用高能激光束破坏某一区域的荧光分子(这一区域称为光漂白区),继续观察,发现光漂白区逐渐重新出现荧光。【思考】 用光学显微镜能不能观察到质膜的结构?质膜中的磷脂分子应该为几层?提示:用光学显微镜不能观察到质膜的结构,需要借助电子显微镜。质膜中的磷脂分子排列成2层。2.质膜的成分及流动镶嵌模型(1)质膜的主要成分是磷脂和蛋白质,除此之外,还含有少量的固醇与寡糖。磷脂包括极性的头部和非极性的尾部。(2)质膜中的磷脂分子排列成连续而闭合的磷脂双分子层,构成了质膜的基本骨架。蛋白质分子有的嵌入或者贯穿脂双层,有的结合在膜的表面,是质膜功能的主要承担者。脂双层是可流动的

4、,大多数蛋白质分子也是可以运动的,因此质膜具有一定的流动性。科学家将质膜的这一结构特点概括为“流动镶嵌模型”。(3)质膜外表面的寡糖分子,可以与膜蛋白连接形成糖蛋白,或者与磷脂分子连接形成糖脂。前者可以介导细胞间或细胞与胞外基质间的识别、黏附等。众多的糖链还可以作为细胞的保护性屏障。3.生物膜真核细胞内部存在由膜围绕构建的细胞核和线粒体、叶绿体等细胞器。核膜和各种细胞器膜与质膜具有共同的结构特征,它们统称为生物膜。二、质膜控制物质进出细胞内、外都是水溶液环境,质膜脂双层内部的疏水区域能够阻挡水溶性物质随意进出细胞,而众多与物质转运有关的蛋白质则能够控制物质进出,维持细胞内部环境的相对稳定。三、

5、质膜参与细胞间的信息交流1.细胞之间的信息交流方式多种多样,比如通过分泌与接收信号分子完成信息传递,也可通过质膜接触、相邻细胞间的通道完成信息传递。2.植物细胞在质膜外具有细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶,对细胞起支持和保护作用。四、验证酵母细胞质膜的功能1.原理:正常活细胞的质膜能够阻止台盼蓝染料进入细胞。细胞损伤或死亡后,质膜的选择透过性丧失,该染料可进入细胞,使细胞呈现蓝色。2.材料:干酵母、质量分数为5%的葡萄糖溶液、质量分数为0.4%的台盼蓝染色液等。3.步骤(1)酵母菌培养:用天平称取2 g干酵母,加到48 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液中,在2535 的环境中培养12 h。(2)

6、分组处理:将培养好的酵母菌菌液平均分为A、B两组,A组用酒精灯煮沸5 min,B组不进行处理。(3)染色:从A组和B组酵母菌菌液中各取出9 mL,分别与1 mL质量分数为0.4%的台盼蓝染色液混合。(4)观察:在与染色液混合后3 min内,分别在显微镜下观察A组和B组酵母菌的颜色。【预习检测】 判断正误。(1)所有细胞都有细胞壁。()(2)用普通的光学显微镜就能清晰地观察到质膜。()(3)磷脂分子包括疏水的头部和亲水的尾部。()(4)质膜在结构上具有一定的流动性。()(5)质膜中的蛋白质均匀分布。()(6)细胞间的信息交流一定需要专门的通道。()合作探究释疑解惑知识点一质膜的成分和结构特征【问

7、题引领】 1.构成质膜的主要成分有哪些? 这些成分在不同细胞中所占的比例一样吗?提示:蛋白质、磷脂等。不同细胞中的同一成分所占的比例不同,但磷脂和蛋白质都比较多。2.磷脂分子的结构是怎样的?在质膜中起什么作用?提示:磷脂分子包括亲水的头部及疏水的尾部,头部是磷酸基团和含氮基团,尾部是脂肪酸长链。磷脂分子在质膜中排列成双层,头部向外,尾部相对,构成质膜的基本骨架。3.质膜的结构特点是什么?从组成质膜的成分来分析,质膜为什么具有这样的特点?提示:具有一定的流动性。因为组成质膜的磷脂分子及大多数蛋白质分子都可以运动。4.科学家将质膜的结构特点概括成什么模型?提示:流动镶嵌模型。【归纳提升】 1.质膜

8、中的磷脂分子具有疏水性尾部,藏在质膜内部,亲水性的头部向外,因为质膜两侧都是含水的环境。2.质膜中的蛋白质分子可以承担许多生命活动,比如与糖链结合形成糖蛋白,参与细胞间的识别。3.质膜在结构上具有一定的流动性,比如吞噬细胞可以包围并吞噬病菌。 【典型例题】 科学家研究发现,温度改变,质膜的厚度改变。温度升高时,质膜的厚度变小,但面积增大,这体现了质膜在结构上具有()A.一定的流动性B.选择透过性C.专一性D.控制物质进出细胞的功能答案:A解析:质膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质分子。脂双层是可以流动的,而大多数蛋白质分子也是可以运动的。物质的运动与温度有关。当温度升高时,物质的运动增强,使质膜的

9、相对面积增大,厚度减小。【变式训练】 1.下列最能正确表示质膜结构的是()答案:C解析:构成质膜的磷脂分子以脂双层的形式排列,且脂双层均以磷脂分子头部向外、尾部相对的形式排列;质膜的外侧有糖蛋白(内侧无糖蛋白),故C项最符合质膜的流动镶嵌模型的特点。2.对某动物细胞进行荧光标记实验,如下图所示。其基本过程为用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点;用激光束照射该细胞表面的某一区域,该区域荧光淬灭(消失);停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了斑点。上述实验不能说明的是()A.质膜具有流动性B.荧光染料能与质膜的组成成分结合C.荧光区消失后又恢复的原因是细胞内的荧光

10、染料分子重新进入质膜D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率答案:C解析:放射性的荧光物质受激光束照射后荧光消失,停止照射一段时间后荧光恢复,说明荧光染料能与质膜的组成成分结合,其他区域的荧光分子运动到消失区。因此,利用荧光恢复的速率可以推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率。【问题引领】 知识点二质膜的功能1.生长在水底淤泥中的莲藕细胞内部进行着各种有序的化学反应,能从水和淤泥中吸收所需的营养物质,并排出代谢废物,而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。这一实例说明细胞膜具有什么功能?提示:这一实例说明细胞膜具有将细胞与其生活环境分开、控制物质进出细胞的功能。2.下面三幅图表示细

11、胞间的三种信息交流方式,请据图分析并回答下列问题。(1)图中表示的物质或结构的名称分别是什么?提示:是信号分子,是受体,是与膜结合的信号分子,是细胞间的通道。(2)高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种信息交流方式?提示:分别属于题中图C、图A、图B所示的信息交流方式。【归纳提升】 细胞之间信息交流的方式 【典型例题】 根据图解回答下面的问题。(1)图中反映的是质膜的功能。(2)图中甲表示的是的细胞,乙表示的是细胞。(3)图中表示,表示质膜上的,其化学本质是。答案:(1)信息交流(2)发出信号靶(3)与膜结合的信号分子靶细胞受体糖蛋白【变式训练】 1.根据所学知识,下列例子中与质膜参与细胞间的信息交流功能无关的是()A.内分泌细胞分泌的激素作用于靶细胞B.精子与卵细胞之间的识别和结合C.胞间连丝D.水分在细胞间运输答案:D解析:细胞间的信息交流,有的通过质膜接触直接进行,如B项;有的通过分泌信号分子进行,如A项;而有的通过专门的通道进行,如C项。水不是信号分子,不能参与细胞间的信息交流。