细胞膜的结构和功能高一上生物人教版必修1

生物科学史话P33世界上第一个人工合成蛋白质的诞生我国科学家经过6年9个月的不懈努力，与1965年完成了人工合成结晶牛胰岛素。对于我们体内的胰岛细胞来说，合成和分泌胰岛素是一件很容易的事。为什么靠人力很难完成的工作，对细胞来说却轻而易举的呢？细胞中是不是有一条“生产线”？细胞拥有怎样的结构基础，才能让细胞完成生命活动呢？第3章

细胞的基本结构

第1节

细胞膜的结构和功能第1课时

细胞膜的功能和成分

细胞膜

细胞质

细胞核1.秦始皇为什么要修建长城？抵御外敌、作为边境、军事需要等3.细胞的边界是什么呢？细胞膜，也叫“质膜”2.人体的边界是什么呢？皮肤和粘膜一、细胞膜的功能（阅读P40-41，理解归纳细胞膜的功能）功能1.将细胞与外界环境分隔开原始海洋电闪雷鸣、宇宙射线等产生众多有机物,包括氨基酸、核苷酸细胞膜将生命物质与外界环境分隔开产生了原始的细胞问题探讨：

鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。1.台盼蓝染液是细胞需要的物质吗？为什么活细胞没有被染色？

台盼蓝染液不是细胞需要的物质，被活细胞的细胞膜阻隔在外，但是当细胞死亡，这种功能也就随之消失。一、细胞膜的功能功能2：控制物质进出细胞需要的营养物质不需要的物质抗体、激素等物质代谢废物细胞可以进入不容易进入排出分泌出去有用的成分不会轻易流失到细胞外细胞膜的控制作用是相对的！细胞膜的功能特性：选择透过性病菌、病毒等可能侵入功能2：控制物质进出细胞一、细胞膜的功能当你和朋友面对面时，你们会通过什么方式交流？间接交流直接交流通道交流当你和朋友不在一个地方，你们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？一、细胞膜的功能功能3.进行细胞间的信息交流（1）通过血液运输的激素传递信息——间接交流激素受体信号分子种类：糖蛋白、蛋白质、

糖类、糖脂等特点：专一性（一种受体只能识别一种或一类物质）受体：功能3.进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能发出信号的细胞靶细胞信号分子精子和卵细胞之间的识别和结合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。（2）通过细胞膜的直接接触传递信息受体一、细胞膜的功能功能3.进行细胞间的信息交流胞间连丝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。【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胞间连丝细胞壁功能3.进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能小结将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞之间的信息交流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。细胞膜的功能特性：选择透过性下列实例分别体现细胞膜的哪个功能：1.新鲜的小米菜叶泡进凉水中，水一般不会变红，但高温炒熟的小米菜中却有红红的汤汁；2.莲“出淤泥而不染”；

3.没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开?说明了其有什么功能？4.鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉？

控制物质进出细胞控制物质进出细胞将细胞与外界环境分隔开进行细胞间的信息交流说一说1、成分：纤维素和果胶3、功能：支持和保护2、特性：具有全透性想一想

植物细胞最外面的结构是什么？植物细胞的边界又是什么？细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的细胞壁；细胞膜1.欧文顿（E.Overton）实验：

我是欧文顿，经过上万次实验我发现……细胞膜非脂溶性物质脂溶性物质相似相溶原理问题:

你从欧文顿的实验现象能得到的结论是什么？细胞膜是由脂质组成的。二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索如何进一步研究构成细胞膜的脂质类型？2.对细胞膜进行成分分析：

【资料】科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物成熟红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜。细胞膜化学分析表明：脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多问题：

为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器。二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索磷脂分子由什么构成？3.磷脂的结构：

问题:

请根据磷脂分子的特点猜测其在空气与水界面上分布的模型。二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索空气水如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水—空气界面上排布？动动手1同学们尝试着大胆的推测和想象一下如果在细胞膜的两侧都有水的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？

动动手2理论需要实验的支持！水水亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水4.荷兰科学家戈特和格伦德尔：

(1)实验过程：

从人的红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层脂质分子的面积恰为红细胞的表面积的2倍。S1S2(2)实验结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。问题:

如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索问题:

如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积应

（“大于”、“等于”或“小于”）胰岛B细胞表面积的2倍。原因是？大于

胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。问题:

想一想，还有什么细胞也是2倍关系？二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索实战训练

将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空一水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是(

)A.人的肝细胞B.蛙的红细胞C.洋葱鳞片叶表皮细胞D.大肠杆菌细胞细胞膜的成分除了脂质外，还有其他吗？5.英国学者丹尼利和戴维森：

实验：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。（人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低）细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质推测：↓二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索欧文顿对植物细胞进行了上万次的实验1895年科学家分离出红细胞膜20世纪初戈特和格伦德尔提取红细胞脂质平铺1925年丹尼利和戴维森1935年推测细胞膜由脂质组成得知细胞膜中有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多推断细胞膜中的磷脂分子为连续的两层推测细胞膜除脂质分子外，可能还有蛋白质二、细胞膜的成分---对细胞膜成分的探索细胞膜功能把细胞和周围环境分隔开结构控制物质进出细胞进行细胞间信息交流化学成分通过血液的运输通过细胞膜直接接触通过相邻细胞间的通道脂质蛋白质糖类课堂小结动物细胞膜还有胆固醇蛋白质在细胞膜行使功能时起着重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。（磷脂最丰富）大约占50%大约占40%大约占2%—10%25小试牛刀1、功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂。（）2、变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。（）3、在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富。（）4、不同细胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白质分子是不同的。()脂质、蛋白质等成分是如何组成细胞膜的？假说：“所有细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成“三层结构模型”认为膜是静态的。电子显微镜下：暗—亮—暗两层暗一层亮三、对细胞膜结构的探索资料1：1959年，罗伯特森细胞膜的静态模型不能解释下列现象：细胞的生长、

分裂、变形虫的变形运动等现象都是难以实现的。

20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑。酵母菌出芽生殖变形虫摄食纤毛虫

细胞分裂实验、推理和想象提出假说实验验证修正模型科学方法

一种假说最终被接受或者被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。提出假说人细胞鼠细胞细胞融合40分钟370C思考：当人和鼠细胞融合后，最初两种颜色以中间为界各居一边，在370C下经过40min两种颜色的荧光均匀分布。这说明了什么？膜的流动性受温度影响荧光标记法资料2：1970年，人鼠细胞融合实验证实：结合其他实验证据表明，细胞膜具有流动性三、对细胞膜结构的探索绿色荧光染料标记膜蛋白红色荧光染料标记膜蛋白

1972年，辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型。四、流动镶嵌模型的基本内容1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型阅读课本P44-45，图文结合完成下列问题：1.细胞膜的主要成分是？膜的基本支架是什么？2.糖类可以和哪些物质结合？糖类又叫？分布？作用？3.蛋白质分子如何分布？4.细胞膜的结构特点？主要表现在哪些地方？蛋白质分子胆固醇磷脂分子磷脂双分子层糖蛋白糖脂1.细胞膜的主要成分是？膜的基本支架是什么？2.糖类可以和哪些物质结合？糖类又叫？分布？作用？镶在嵌入贯穿3.蛋白质分子如何分布？具有流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子可运动）4.细胞膜的结构特点？主要表现在哪些地方？细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都非常重要。水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；膜上还存在水通道蛋白，水分子可以通过水通道蛋白通过膜。旁栏思考：（P45）既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？课堂小结1、细胞膜的化学组成成分：2、细胞膜的基本支架：3、蛋白质分子的分布：4、糖类分子的分布：主要由蛋白质和脂质（磷脂丰富）组成，还有少量的糖类磷脂双分子层镶在表面、嵌入、贯穿具有的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子可运动）6、细胞膜的功能特点：具有选择透过性（主要由蛋白质的种类和数量决定的）5、细胞膜的结构特点：糖被，在膜的外侧，与细胞识别、信息交流等功能有关四、流动镶嵌模型的基本内容组分细胞膜功能蛋白质糖类（少）结构磷脂1、将细胞与外界环境分隔开2、控制物质进出细胞3、进行细胞间信息交流结构特点：流动性细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动磷脂双分子层为基本支架镶、嵌、贯穿细胞表面运动运动有序组合适应总结流动镶嵌模型1.下图为细胞膜结构模型示意图，请回答下列问题。(1)图中②

是构成细胞膜的基本支架。(2)离子进入细胞的方向是

(用图中字母和“→”表示)。(3)与细胞相互识别有关的是图中③

。(4)膜功能复杂程度主要取决于膜成分中

的种类和数量。磷脂双分子层A→B糖蛋白蛋白质课堂检测2.下列有关细胞间信息交流，据图回答问题：

（1）图中反映的是细胞膜的_________功能．

（2）图中乙表示________，丙表示________．

（3）细胞间信息交流的方式多种多样，有直接传递信息的，如_______________的识别和结合就是通过两个细胞的________直接接触，完成信息交流．信息交流靶细胞受体

精子和卵细胞细胞膜3．下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是（

）A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的D4．如图为细胞膜流动镶