3.1 细胞膜的结构和功能 ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物必修一.zip

第三章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 系统统的边边界 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。讨论 1为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。因此活细胞不被染色，死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 一、细细胞膜的功能2据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能推测的原始海洋景观图将细胞与外界环境分隔开1细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。意义：保障细胞内部环境的相对稳定。膜的出现是生命起源过程中至关重要阶段产生了原始的细胞控制物质进出细胞2病菌、病毒病菌、病毒代谢废物代谢废物分泌物分泌物营养物质营养物质表明细胞膜的控制作用具有普遍性；有些病毒、病菌也能侵入细胞使生物体患病，表明细胞膜的控制作用具有相对性（抗体、激素等）控制的相对性选择透过性进行细胞间的信息交流3 在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调。意义： 使多细胞生物体作为一个整体完成生命活动。激素内分泌细胞的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 （1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。发出信号的细胞靶细胞与膜结合的信号分子细胞膜上的受体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。 （2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。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。例如：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，来传递信息胞间连丝间连丝 细细胞膜的功能的总结总结是谁，隔开了原始海洋的动荡是谁，奏鸣了生命的交响是谁，为我日夜守边防是谁，为我传信报安康与外界环境分隔开控制物质进出进行细胞间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。（1）物质传递（2）接触传递（3）通道传递细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的细胞膜细胞膜溶于脂质的物质溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质发现发现发现发现 脂脂质质质质更容易通更容易通过细过细过细过细 胞膜。胞膜。推测推测（提出假说）（提出假说）： 细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的 二、对生物膜成分的探索最初最初对细对细对细对细 胞膜成分的胞膜成分的认识认识认识认识 ，是通，是通过对现过对现过对现过对现 象的推理分析象的推理分析, ,还还还还是通是通过过过过膜成分的提取和膜成分的提取和检测检测检测检测？实验实验：1.1.时间：时间：18951895年年 人物：欧文顿（人物：欧文顿（E.OvertonE.Overton）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。 2 2、 科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的 细胞膜，进行细胞膜，进行化学分析化学分析，得知组成细胞膜的脂质有：，得知组成细胞膜的脂质有：结论结论 ：细细胞膜中的脂质质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。水空气细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？水水A水水B水水 C亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水连续两层排列 3.时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特和格伦德尔 实验：从红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层， 测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的2倍细胞膜中的磷脂分子必然排列成细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层连续的两层推断：推断：到了20世纪纪30年代，科学家已经经确定细细胞膜中存在蛋白质质 由于人们已发现了油脂滴表面如果吸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。 4.时间：1935年 人物：英国学者丹尼利和戴维森 实验：细胞膜的张力.发现细胞的表面张力明显低于油一水界面 的表面张力。推测推测（提出假说）（提出假说）：细胞膜成分脂质(50%)蛋白质(40%)少量的糖类(2%10%)磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。归纳：细胞膜的成分无法解释细释细 胞的生长长、变变形虫的变变形运动动5. 5. 时间时间时间时间 ：19591959年年 人物人物：罗罗罗罗伯特森（伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen） 实验实验实验实验 ：在：在电镜电镜电镜电镜 下看到下看到细细细细胞膜由胞膜由“ “暗暗亮亮暗暗” ”的三的三层结层结层结层结 构构构构成成“ “三明治三明治” ”静静态结态结态结态结 构模型有什么不足构模型有什么不足？把生物膜描述把生物膜描述为为为为静静态态态态的的刚刚刚刚性性结结结结构构，这显这显这显这显 然与膜功能的多然与膜功能的多样样样样性相矛盾。性相矛盾。生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的的三层结构构成的静态统一结构三层结构构成的静态统一结构提出假说提出假说： 三、对生物膜结构的探索6. 6. 19701970年，人鼠细胞融合实验：年，人鼠细胞融合实验： （荧光标记技术）（荧光标记技术）融合细胞细胞融合3740min正在融合的细胞红色荧光染料标记膜蛋白绿色荧光染料标记膜蛋白人细胞小鼠细胞 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 实验结论：细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的。7. 7. 时间时间时间时间 ：19721972年年 人物：辛格和尼科人物：辛格和尼科尔尔森森 提出：提出：生物膜的流生物膜的流动镶动镶动镶动镶 嵌模型嵌模型科学方法提出假说说 细细胞膜结结构模型的探索过过程，反映了提出假说这说这 一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识识和信息提出解释释某一生物学问题问题 的一种假说说，再用进进一步的观观察与实验对实验对 已建立的假说进说进 行修正和补补充。一种假说说最终终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观观察和试验结试验结 果相吻合。小结：对细胞膜成分和结构的探索历程1970年荧光标记人鼠细胞融合显示细胞膜具有流动性 19世纪末欧文顿推测膜由脂质组成20世纪初化学分析得知膜主要成分是磷脂和胆固醇，且磷脂含量最多。1925年证明细胞膜中的磷脂分子是双层的1959年电镜观察推测细胞膜为三层静态统一结构探究膜成分探究膜结构60年代观察蛋白质在脂质中的不均等分布 1972年，辛格和尼科尔森提出流流动镶动镶动镶动镶 嵌模型嵌模型 四、生物膜的流动镶嵌模型磷脂分子蛋白质糖蛋白磷脂双分子层磷脂分子观察下图思考: 1、图中名称：地位：特点：磷脂双分子层基本支架具有屏障作用，磷脂分子可以侧向自由移动2、图中名称：蛋白质分子存在形态态：镶在，嵌入，贯穿于特点：不均匀分布，大多数蛋白质可以运动3、图中作用：名称 ：与细胞识别、细胞间的信息传递等有关4、生物膜的结构特性：流动性 主要表现为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。5、生物膜的功能特性：选择透过性糖被细胞膜上糖类分子，与蛋白质分子结合成糖蛋白（如 ），与脂质结合成糖脂 位于细胞膜外侧 位置：提醒：1. 功能越复杂的膜，蛋白质的种类和含量越多思考：膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？1.因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；2.因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过既然膜。2. 细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动 等功能都是非常重要的。1.分布：2.成分：3.功能：4.性质： 无生物活性，是全透性的植物、真菌及大多数原核细胞都有细胞壁植物-纤维素和果胶细菌-肽聚糖支持和保护为什么细胞壁不是植物细胞的边界？ 细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。 五、细胞壁小结1.细胞膜上含量最多的成分是（ ） A、蛋白质 B、糖类 C、脂质 D、水2.细胞之间依靠细胞膜进行信息交流，下列不属于信息交流的是（ ） A、激素与细胞膜表面受体结合 B、相邻细胞的细胞膜接触 C、植物细胞的胞间连丝 D、核酸不能通过细胞膜CD课堂练习3.细胞膜常常被脂类溶剂和蛋白酶处理溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是（ ） A、磷脂、蛋白质、多糖 B、蛋白质、多糖C、磷脂、蛋白质 D、蛋白质、核酸4.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（ ） A、糖被 B、磷脂 C、脂肪 D、核酸CA5.将小麦种子浸泡在红红墨水中10分钟钟后， 取出剖开，发现发现 胚为为白色，胚乳为红为红 色，这说这说 明（ ） A.胚成活，胚乳已死亡 B.胚已死亡，胚乳成活C.胚和胚乳均成活 D.胚和胚乳均死亡A6.细细胞膜的成分中起支架作用和细细胞识别识别 作用的物质质分别别是（ ） A.淀粉和纤维纤维 素 B.纤维纤维 素和果胶 C.磷脂和糖被 D.蛋白质质和磷脂C1. 在解释释不容易理解的陌生事物时时，人们们常用类类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较较。有人在解释细释细 胞膜时时，把它与窗纱进纱进 行类类比：窗纱纱能把昆虫挡挡在外面，同时时窗纱纱的小洞又能让让空气进岀进岀 。你认为这认为这 种类类比有什么合理之处处，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。拓展应用2. 下图图是由磷脂分子构成的脂质质体，它可以作为药为药 物的运载载体，将其运送到特定的细细胞 发挥发挥 作用。在脂质质体中，能在水中结结晶的药药物被包在双分子层层中，脂溶性的药药物被包在两层层磷脂分子之间间。（1）为为什么两类药类药 物的包裹位置各不相同？ 由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。（2）请请推测测：脂质质体到达细细胞后，药药物将如何进进入细细胞内发挥发挥 作用？ 由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。