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

第三章

细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能(第1课时)通过分析细胞膜组成成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是科学精神、科学思维和技

术手段结合下不断修正与完善的过程。通过利用橡皮泥制作细胞膜模型，概括流动

镶嵌模型的主要内容。通过癌症治疗方案优化分析，理解细胞膜的结构与功能相适应，体会科学知识与解决现实问题之间的密切联系，增强社会责任感。01细胞膜的功能02对细胞膜结构的探索03流动镶嵌模型的基础内容01细胞膜的功能01细胞膜的功能系统的边界国家的边界人体的边界细胞膜，也叫质膜。01细胞膜的功能①.将细胞与外界环境分隔开推测的原始海洋景观图细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。01细胞膜的功能①.将细胞与外界环境分隔开②.控制物质进出细胞O2CO2控制作用是相对的01细胞膜的功能①.将细胞与外界环境分隔开②.控制物质进出细胞③.进行细胞间的信息交流内分泌细胞靶细胞激素受体（1）化学物质传递靶细胞发出信号的细胞01细胞膜的功能①.将细胞与外界环境分隔开②.控制物质进出细胞③.进行细胞间的信息交流（1）化学物质传递（2）接触传递01细胞膜的功能①.将细胞与外界环境分隔开②.控制物质进出细胞③.进行细胞间的信息交流（1）化学物质传递（2）接触传递（3）通道传递高等植物的胞间连丝02对细胞膜成分的探索二、对细胞膜成分的探索资料一1895年欧文顿的实验●●细胞膜●●●●●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质●●根据实验，做出怎样的推出？膜是由脂质组成的。与化学的联系相似相溶原理：“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似，“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。二、对细胞膜成分的探索资料一1895年欧文顿的实验讨论1：最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析得出的。时间：20世纪初实验：科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析资料二

化学分析表明：脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多二、对细胞膜成分的探索因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。所以没有核膜和细胞器膜，没有细胞壁，吸水胀破后获得的膜是纯净的细胞膜。磷脂的结构尾部(疏水)头部(亲水)磷酸及其衍生物甘油脂肪酸活动一：请根据磷脂分子的特点构建其在空气与水界面上分布的模型磷脂分子排列为单分子层二、对细胞膜成分的探索资料三：1917年，科学家朗缪尔把溶有膜脂的挥发性溶剂倾倒在水面上，溶剂挥发掉以后，脂类分子在水面上铺成一层，并且测得脂分子的极性一端被吸附在水分子上，而非极性一端直立在水面上。

活动二：如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？

磷脂分子的疏水尾由于受到斥力而自发的聚集起来，形成一个脂分子团，亲水头部向外，疏水尾部朝内。二、对细胞膜成分的探索

磷脂分子形成两层分子。亲水头部分别在两侧朝向外部的水溶液。疏水尾部相对排列在内部。二、对细胞膜成分的探索

活动三：思考正常情况下细胞膜一般处于什么环境？尝试构建细胞膜中磷脂分子的排布模型资料四戈特和格伦德尔实验时间：1925年

实验：用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍S1S2推论：细胞膜中磷脂排列成双层二、对细胞膜成分的探索如果用其他细胞膜（鸡的红细胞）做实验，数量关系还是2倍吗？讨论2：根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？磷脂分子的“头部”亲水，尾部疏水，所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。

科学家因测得从红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。讨论3：磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。讨论4：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？如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。资料五：丹尼利和戴维森实验

时间：1935年实验：丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂表面如果附有蛋白质成分，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。二、对细胞膜成分的探索二、对细胞膜成分的探索生物膜蛋白质/%脂类/%糖类/%人的红细胞膜49438内质网膜6733少线粒体内膜7624少线粒体外膜5248少大鼠的肝细胞核膜59352.9科学家陆续测定了不同细胞生物膜的化学组成如下表。脂质（约50%）蛋白质（约40%）糖类（约2%~10%）磷脂最丰富，动物细胞膜含有少量胆固醇膜功能越复杂，蛋白质种类和数量越多二、对细胞膜成分的探索03对细胞膜结构的探索【任务二】对细胞膜结构的探索活动3：画一画蛋白质附于磷脂双分子层上的可能方式“静态三明治模型”已知：蛋白质对于电子阻挡作用大，电子透过的少，在电镜下较暗，脂质与之相反。1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。资料1提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。问题:“暗”“亮”分别代表什么物质？静态、对称如果细胞膜是静态的，如何解释细胞的生长、分裂、变形虫的运动以及受精时细胞融合等现象呢？“静态三明治模型”细胞分裂变形虫变形运动受到质疑问题：通过人鼠细胞融合实验结果，你可以得出什么结论？两种颜色荧光均匀分布1970年人鼠细胞融合实验细胞融合37℃40min

1970年人鼠细胞融合实验。资料2小鼠细胞人细胞正在融合的细胞融合细胞绿色荧光标记的膜蛋白红色荧光标记的膜蛋白细胞膜表面的蛋白质分子是可以运动的结论构成细胞膜的磷脂具有流动性磷脂分子的运动方式侧向扩散旋转运动摆动运动伸缩震荡翻转运动旋转异构资料3细胞膜具有流动性蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层对三明治模型的修正对称静态××细胞膜上的绝大多数蛋白质具有流动性、磷脂分子也可运动糖类如何分布？糖蛋白糖脂细胞膜两侧具有不对称性糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫做糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。消化道和呼吸道上表皮的糖蛋白有保护和润滑作用。膜外膜内

1972年辛格和尼科尔森通过新的实验依据提出了流动镶嵌模型，被多数人所接受。资料6细胞膜具有流动性，构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。脂双层为基本骨架细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动磷脂蛋白质镶、嵌入、贯穿流动镶嵌模型

糖类（少）组分物质运输等细胞外侧识别、信息传递等结构特点：流动性1.将细胞与外界环境分隔开结构功能2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流1、基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确，构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的（

）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。（

）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。（

）一、概念检测×××2、细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（

）A、细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜B、由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜C、细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能D、细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型B二、拓展应用1、在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入,阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程,而窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。2、右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶