3.1细胞膜的结构和功能课件高一上学期生物人教版必修1(4)2

第三章

细胞的基本结构我相信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。——《细胞生物学》第一节

细胞膜的结构和功能任务一：感受细胞存在边界分析以下实验现象，回答问题。

实验1.将伊红（有色染料）注入变形虫（一种单细胞生物）体内，伊红很快扩散到整个细胞,却没有逸出细胞。

实验2.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。任务一：感受细胞存在边界小组合作分析以下实验现象，回答问题。（1）伊红为什么不会逸出，这个实验说明了什么问题？（2）为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？（3）基于以上实验结果，推测细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？细胞作为一个完整的系统，具有边界，将细胞与外界环境分隔开。活细胞膜具有选择透过性，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不会被染色。死细胞胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝可通过细胞膜进入细胞，死细胞被染成蓝色。细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。

活动2.小组合作，完成以下有关细胞膜功能的分析。任务二：细胞膜的功能

①用凉水洗菠菜，水不变色，但是用开水烫菠菜，水会变成绿色，这是什么原因呢？这体现细胞膜的什么功能？

开水破坏了菠菜细胞的细胞膜，细胞内的叶绿素使水会变成绿色。这体现细胞膜能控制物质的进出。

活动2.小组合作，完成以下有关细胞膜功能的分析。任务二：细胞膜的功能

②用适当的箭头在图中表示细胞膜对各类物质进出细胞的控制。细胞营养物质废物分泌物病菌、病毒

活动2.小组合作，完成以下有关细胞膜功能的分析。任务二：细胞膜的功能

②细胞膜的选择性是绝对的吗？细胞不需要的物质一定不能进入细胞吗？举例说明。

细胞膜的选择性不是绝对的。环境中一些对细胞有害的物质有可能进入，如有些病毒、病菌可能侵入细胞，使生物体患病。活动3.阅读教材第41页图3-2（细胞间进行信息交流的方式举例），类比人类信息交流的方式。任务二：细胞膜的功能（1）化学物质：内分泌细胞分泌的激素等，随血液到达全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。（非定向）活动3.阅读教材第41页图3-2（细胞间进行信息交流的方式举例），类比人类信息交流的方式。任务二：细胞膜的功能（2）直接接触：相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。（例如：精子和卵细胞之间的识别和结合）细胞细胞活动3.阅读教材第41页图3-2（细胞间进行信息交流的方式举例），类比人类信息交流的方式。任务二：细胞膜的功能（3）形成通道：相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。细胞细胞通道通道物质、信息的交流胞间连丝

活动4.归纳细胞膜的功能。任务二：细胞膜的功能①细胞分泌化学物质，通过膜表面的受体传递信息

②通过相邻细胞膜接触传递信息

③相邻细胞之间形成通道传递信息任务三：探究细胞膜的成分细胞膜具有如此复杂和重要的功能，到底是什么样的成分和结构支持的呢？任务三：探究细胞膜的成分

活动1.阅读资料，回答问题。（1）分析资料1可得出的推论是：细胞膜由脂质构成资料1.欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验,发现“溶于脂类的物质，容易穿过细胞膜”。细胞膜易溶于脂质的物质不易溶于脂质的物质卵细胞成熟红细胞神经细胞哺乳动物成熟红细胞无细胞核和其他细胞器。资料2.科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞作为研究材料，并利用哺乳动物成熟红细胞制备出纯净的细胞膜。

活动1.阅读资料，回答问题。任务三：探究细胞膜的成分纯净细胞膜的制备提取红细胞使红细胞吸水涨破离心分离（2）完成填空：将哺乳动物成熟的红细胞放入_________，由于渗透作用，一段时间后细胞会___________，然后再利用离心的方法，可获得纯净的细胞膜。清水吸水涨破任务三：探究细胞膜的成分

活动2.了解磷分子的特点，完成探究。资料.磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子亲水头部疏水尾部任务三：探究细胞膜的成分

活动2.了解磷分子的特点，完成探究。资料1.磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾。水-空气界面上的排布方式。空气水水为细胞提供了液体环境——细胞膜的两侧都是水环境。在这样的环境中，细胞膜中的磷脂分子可能怎么排布？如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？水水苯水任务三：探究细胞膜的成分活动2.了解磷分子的特点，完成探究。

细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层资料3.1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰好为红细胞表面积的2倍。任务三：探究细胞膜的成分

资料5.科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。（蛋白酶.是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质任务三：探究细胞膜的成分资料4.1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰好为红细胞表面积的2倍。1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。（研究已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。）任务三：探究细胞膜的成分

活动3.分析资料,回答问题：

进一步研究发现，神经髓鞘功能简单（主要起绝缘作用），细胞内所含蛋白质含量少，种类只有三种。而心肌线粒体、红细胞、大肠杆菌等细胞膜中蛋白质的种类和数量相对较多。（1）细胞膜的主要成分是________和________。细胞膜的脂质中_______含量最丰富。蛋白质

脂质磷脂

（2）细胞膜的功能复杂程度与________密切相关。一般来说，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量________。蛋白质越多任务三：探究细胞膜的成分

活动4.归纳总结细胞膜的化学成分。脂质：约占50%（磷脂最丰富，此外还含少量胆固醇）蛋白质：约占40%（功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多）糖类：占2~10%任务四：探索细胞膜的结构阅读资料，归纳并总结流动镶嵌模型的基本内容。J.D.罗伯特森细胞膜结构的电镜照片（放大400000倍）资料1.1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，大胆提出了细胞膜模型的假说：所有细胞膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。他把细胞膜描述为静态的统一结构。任务四：探索细胞膜的结构阅读资料，归纳并总结流动镶嵌模型的基本内容。【讨论】（1）你认同罗伯特森“细胞膜是静态的”的观点吗？暗（大分子）亮（小分子）暗（大分子）蛋白质脂质蛋白质（分子量小的物质透光率大，反之，透光率小）

静态的细胞膜无法实现复杂的功能如细胞的生长分裂、变形虫的运动、白细胞的吞噬等现象都难以解释。变形虫的运动白细胞追逐并吞噬细菌任务四：探索细胞膜的结构许多生命现象依赖于细胞膜动态变化1970年，人-鼠细胞融合实验（荧光标记实验）资料2.诱导融合人细胞鼠细胞荧光标记蛋白质40分钟后37℃融合细胞荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合试验示意图细胞膜具有流动性生物膜的流动性受温度影响。在适宜的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强。细胞膜上的蛋白质具有流动性任务四：探索细胞膜的结构资料3.有科学家测定细胞膜的厚度为7-8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“蛋白质—脂质—蛋白质”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。根据电镜图片和膜厚度，你猜测细胞膜结构会是什么样的？任务四：探索细胞膜的结构胆固醇磷脂分子蛋白质分子磷脂双分子层糖类分子基本支架膜功能的承担者任务四：探索细胞膜的结构阅读资料，归纳并总结流动镶嵌模型的基本内容。资料4.1972年，辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。1、生物膜的基本支架：磷脂双分子层2、蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。3、细胞膜具有流动性：①构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动；②膜中的蛋白质大多也能运动。水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏蔽作用。物质运输物质运输、生长、分裂、运动等任务四：探索细胞膜的结构细胞膜外表面有糖类分子：糖类分子和脂质结合——糖脂糖类分子和蛋白质分子结合——糖蛋白糖被细胞表面的识别细胞间的信息传递如何判断细胞膜内外侧？外侧：有糖蛋白；内侧：无糖蛋白胆固醇嵌入紧密排列的磷脂双分子层之间：①有助于调节膜的流动性；②有助于保持膜结构的稳定性。任务四：探索细胞膜的结构结构探索历程细胞膜的结构细胞膜的功能决定结构组成结构特性磷脂双分子层蛋白质分子流动性糖类分子将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流流动镶嵌模型功能特性选择透过性脂质体由磷脂分子构成的脂质体可以作为药物的运载体，将药物运送到特定的细胞发挥作用。（1）水溶性药物可以包裹在脂质体的哪个位置？脂溶性药