2022-2023学年浙科版（2019）必修一 2.2细胞膜控制细胞与周围环境的联系 课件（49张）

第二章细胞的结构第二节细胞膜控制细胞与周围环境的联系（1）想一想鸡蛋打碎了，为何没有全部散开呢？如何确定细胞膜的存在呢？鸡蛋液的外面有一层边界膜，即细胞膜。导入想一想？伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？细胞作为一个完整的系统，它有边界，其边界就是细胞膜。科学家用显微注射器将一种叫做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。一、细胞膜的位置与功能1．位置细胞膜也称

，是围绕在细胞外层，将细胞与周围环境区分开的结构。质膜细胞膜是细胞对外界环境的屏障，控制着

，保证了细胞内部环境的

，使细胞内的生命活动有序进行。物质的进出相对稳定想一想这幅漫画体现了细胞膜的什么功能？2．功能细胞膜是如何控制物质进出的？活动一：通过模拟实验探究膜的透过性思考：1、淀粉溶液+碘-碘化钾溶液→现象？

葡萄糖+本尼迪特试剂现象？ 2、找出实验原理

3、预测实验结果水浴加热变蓝红黄色沉淀1、实验原理

半透膜：具有一定大小的孔径，水等小分子和离子可以自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过，这种膜称为半透膜。透析膜就是一种半透膜。任务1：探究细胞膜的选择透过性模拟实验提供的材料中大分子有？小分子有？活动一：通过模拟实验探究膜的透过性实验目的：1.尝试一下模拟实验的方法2.预测一下细胞膜具有选择透过性。用具材料：淀粉溶液,碘-碘化钾溶液,蒸馏水,葡萄糖溶液,细线,烧杯,透析袋,本尼迪特试剂,玻璃棒。方法步骤1、取A、B两个透析袋,将等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入A、B透析袋中。透析袋两端用细线系紧。2.将透析袋一端的细线绑在玻璃棒中央,透析袋置于烧杯内,玻璃棒横置于烧杯上方。3.向烧杯内注入等量蒸馏水,直至淹没透析袋。向A组透析袋外面的蒸馏水中加入适量碘-碘化钾溶液。4.静置12h，观察现象。观察A组实验现象:取B组透析袋外面的蒸馏水2mL，加入2mL本尼迪特试剂，热水浴2~3min，观察实验现象：烧杯中没有颜色变化，透析袋中变蓝色出现红黄色沉淀淀粉A组葡萄糖B组蓝色颜色变浅用本尼迪特检测到红黄色沉淀讨论：1.A组加入碘-碘化钾溶液后,烧杯内蒸馏水呈现什么颜色?静置12h后颜色又如何?原因是什么?透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？烧杯内蒸馏水呈黄褐色。静置12h后，黄褐色变浅。碘-碘化钾进入透析袋，淀粉不能透过透析袋。透析袋内淀粉溶液颜色变蓝。淀粉A组葡萄糖B组蓝色无颜色变化用本尼迪特检测到红黄色沉淀2.A组实验说明了什么?3.本尼迪特试剂检测的现象是什么?B组实验说明了什么?碘可以通过透析袋，而淀粉分子无法通过。出现红黄色沉淀，说明了葡萄糖分子可以穿过半透膜。实验结论：透析膜对分子的进出具有半透性，从而推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性。二、细胞膜具有选择透过性例1、海带细胞能源源不断地从周围的海水中吸收碘，使得碘在细胞内的浓度远高于周围海水;

例2、人体组织细胞将胞外K+移入膜内，同时将胞内Na+移出膜外，使得胞内K+浓度约为胞外的30倍，胞外Na+浓度约为胞内的12倍。选择透过性：

细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性.（细胞膜的功能特点）●●活细胞的细胞膜选择透过性：水红墨水任务1：探究细胞膜的选择透过性细胞膜可以控制物质进出，选择性地吸收营养物质和排出代谢产物，保持细胞内生化反应有序进行利用膜的选择透过性，检测细胞的死活生玉米熟玉米将生玉米和熟玉米浸于红墨水中，现象如下①②③④用清水洗红苋菜，是不见红，煮苋菜汤，汤却是红色的？细胞膜为什么具有这样的功能？结构决定功能时间：19世纪末1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。另外,还有科学家在实验中发现，细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解。资料一任务2：探索细胞膜的化学组成二、细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成提出假说：膜是由脂质组成的时间：20世纪初实验：科学家第一次将质膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。资料二研究细胞膜结构的最好材料吸水涨破化学分析表明，质膜的主要成分是脂质和蛋白质。组成膜的脂质中磷脂含量最多任务2：探索细胞膜的化学组成磷脂分子结构式1.磷脂是一类含有磷酸的脂类甘油脂肪酸磷酸磷脂分子模型磷脂分子结构示意图含氮基团磷脂分子是一端（尾部）亲脂而另一端（头部）亲水的两性分子。C、H、O、P，有些磷脂还含有N.由甘油、脂肪酸和磷酸等组成.②组成元素：①结构组成：③特点：（极性)（非极性)磷脂在空气和水的界面上展开为一层④磷脂的分布磷脂在空气和水的界面上形成的结构？思考：细胞内外均为含水环境，磷脂分子在细胞膜上又是如何排布？探究活动1：绘制磷脂分子在细胞表面的排列示意图

（以10个磷脂分子为例）④磷脂的分布细胞内外均为液体的环境，细胞膜上磷脂分子是怎样排列的呢？

磷脂双分子层

（基本骨架）磷脂分子在水中可形成双层结构，称为磷脂双分子层⑤功能：构成细胞膜的基本骨架侧向扩散旋转摆动翻转旋转异构伸缩震荡磷脂分子是可以运动的①某些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞。（转运蛋白）例如,细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质都需要通过特定的转运蛋白来完成。

②有些膜蛋白催化特定化学反应,(酶)例如,小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解。

2、膜蛋白的功能膜蛋白（细胞膜上的蛋白质）1、结构特点膜蛋白也和磷脂分子一样，

有水溶性部分和脂溶性部分。③同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起。（连接蛋白）④某些膜蛋白接收外界信息或刺激,激活细胞内相应生理生化反应,在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用,如胰岛素受体。2、膜蛋白的功能受体蛋白(糖蛋白）※细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多。3.胆固醇动物细胞膜中(植物细胞一般不含)占细胞膜脂质的10%~30%保持细胞膜的稳定性很小的亲水基团与磷脂头部相连双重调节：1.与脂肪酸链的相互作用，限制其运动，增加其有序性2.将磷脂分子分隔开以增强其运动性存在：：：含量：作用：分布：磷脂双分子层胆固醇位于磷脂双分子层疏水部位4、糖类（少量）存在于细胞膜外表面，由多糖与质膜中的蛋白质或脂质结合形成细胞外被（糖萼）例子：将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个细胞，然后混合培养。结果发现，只有同种海绵的细胞才能结合在一起。功能：保护、识别作用分布：细胞膜外表面5．生物膜(1)生物膜的概念细胞内所有的膜称为

。包括细胞膜、细胞器膜、核膜。(2)生物膜的特点：虽然细胞内不同部位的膜功能有所不同，但它们都具有相似的

和

。生物膜物质组成空间结构

脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？任务3、对生物膜架构的探索探究活动：绘制细胞膜中蛋白质分子的排列示意图亲水性疏水性一端亲水性，一端疏水性两端亲水性，中间疏水性亲水层亲水层疏水层资料4：罗伯特森的实验电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。超薄切片技术获得的细胞膜照片

生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态的刚性结构（单位膜模型）。对生物膜架构的探索资料5：时间：20世纪60年代实验：科学家利用冰冻蚀刻技术和扫描电镜技术，观察到细胞膜的断裂面有许多镶嵌在膜上、深浅不一的蛋白质颗粒。2、膜蛋白

镶、嵌入、

贯穿在磷脂双分子层中。1、蛋白质在膜中的分布是不对称的蛋白质分子是不是也和磷脂分子一样可以运动呢？荧光标记蛋白质人细胞诱导融合鼠细胞40分钟后370C构成细胞膜的蛋白质分子可以运动

资料5：四、生物膜的流动性1．生物膜的结构特点：生物膜具有

。实验技术：荧光染料标记技术实验验证：人鼠细胞的融合实验流动性时间：1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，强调膜结构的流动性和不对称性。资料6：实验：蛋白质磷脂胆固醇糖蛋白该理论要点主要包括：1.磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。3.磷脂和蛋白质位置不是固定的,生物膜具有一定流动性流动镶嵌模型生物膜具有流动性的意义：流动性是生物膜的结构特性，与生物膜进行能量转换、物质转运、信息传递和细胞分裂有关。四、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构☆1、位置：细胞膜外面☆2、成分：植物：细菌：真菌：纤维素和果胶肽聚糖几丁质/壳多糖五、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构☆4、功能：①保护细胞②维持细胞形态③加强细胞的机械强度④参与细胞间的相互粘连，是激素等化学信号传递的介质和通路。全透性水、离子和其他分子都极易通过纤维之间的空隙，与细胞的选择透性无关。☆3、特点：概念图生物膜结构特点功能特点结构组成决定流动性选择透过性磷脂双分子层蛋白质分子结构探究历程A、保护作用B、一定的流动性C、全透性D、选择透过性2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）1、生物膜的结构基础是（）A、一层磷脂分子B、磷脂双分子层C、磷脂和蛋白质D、两层蛋白质分子3、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是()

A、葡萄糖B、蛋白质

C、甘油D、无机盐离子BBC4、生物膜具有流动性是指()A、整个细胞膜具有流动性B、细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性C、细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性D、细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性5．科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为()

A.哺乳动物红细胞容易得到

B.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构

C.哺乳动物红细胞在水中容易涨破

D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到CB6、如图为质膜的亚显微结构模式图，有关说法不正确的是(

)A．①表示质膜外表面有些糖分与膜蛋白结合为糖蛋白B．②和③大都是运动的C．③构成质膜的基本骨架，与物质进出无关D．质膜保障了细胞内部环境的相对稳定C7、细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是（）A.细胞需要的物质可以进出细胞B.细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞C.细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外D.由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等不能进入细胞8、将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若对其进行加温，随着水温的升高，水的颜色会逐渐变红。其原因是（）A.细胞壁在升温的过程中受到破坏B.水温升高，花青素的溶解度加大C.升温使生物膜被破坏而丧失功能D.升温使水中的化学物质发生了反应DC18．回答有关细胞膜结构和功能的问题。如图表示细胞膜结构模式图；A、B、C、D、E是组成细胞膜的物质（1）构成细胞膜的基本骨架是[]___________________（括号内填字母）；细胞膜的结构特点是______________。（2）图中的哪一侧是细胞膜的外侧？________（填“上”或“下”），据图阐述理由：________________________。（3）写出膜蛋白的2种功能：______________、___________。D磷脂双分子层具有流动性上在细胞膜的外侧有糖蛋白载体（物质运输）受体（接受信息）细胞识别、酶等18．回答有关细胞膜结构和功能的问题。如图表示细胞膜结构模式图；A、B、C、D、E是组成细胞膜的物质（4）精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合，决定细胞识别作用的成分是图中的________（填序号）（5）细胞膜的功能特性是____________，细胞膜功能的复杂程度与细胞膜上________________有关。（6）组成细胞膜的脂质，除了磷脂以外还有____________。AE/A/E选择透过性膜蛋白/蛋白质胆固醇15．如图所示为细胞膜的亚显微结构模式图，回答下列问题：（1）图是辛格和尼科尔森在1972年提出的关于生物膜分子结构的__________模型.生物膜的基本骨架是[]__________。（2）与细胞识别、信息交流有关的物质是[]__________；生物膜具有控制物质进出细胞的功能与图中的______（填图中字母）有关。膜