【课件】细胞膜的结构与功能+课件+2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

第三章第三章 组成细胞的分子组成细胞的分子第第1节节 细胞细胞膜的结构和功能膜的结构和功能科学方法科学方法提出假说提出假说科学方法科学方法提出假说提出假说 细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。资料1：1895年，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。发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂质的物质容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质不易穿过细胞膜。假说：对生物膜结构的探索历程18951895年溶于脂质的物质不溶于脂质的物质细胞膜一一、细胞膜的成分探索、细胞膜的成分探索细胞膜是由脂质组成的资料2：20世纪初，科学家利用哺乳动物的红细胞制备出纯净的细胞膜。进行化学分析，得知膜的主要成分脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。对生物膜结构的探索历程19171917年年一一、细胞膜的成分探索、细胞膜的成分探索亲水“头部”疏水“尾部”结构图模型图磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸的一端为疏水的尾。任务：根据磷脂分子的特点，推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式。一一、细胞膜的成分探索、细胞膜的成分探索空气水亲水的头疏水的尾资料3：1925年，荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。假说：对生物膜结构的探索历程一一、细胞膜的成分探索、细胞膜的成分探索19251925年年细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。水空气 脂质单分子层面积=红细胞表面积两倍（细胞膜面积）对生物膜结构的探索历程一一、细胞膜的成分探索、细胞膜的成分探索任务：根据猜想细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层，画出构成细胞膜的磷脂在水环境中排布方式。磷脂双分子层的排列方式头对头尾对尾资料4：1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力，发现细胞膜张力明显低于油水界面的表面张力。当时人们已经发现了如果油脂滴表面吸附有蛋白质则表面张力降低。假说：对生物膜结构的探索历程19351935年年一一、细胞膜的成分探索、细胞膜的成分探索细胞膜除了含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。细胞膜会被蛋白酶分解（蛋白酶只催化蛋白质的分解）成分成分所占比例所占比例在细胞膜构成中的作用在细胞膜构成中的作用脂质脂质约约50%50%蛋白质蛋白质约约40%40%糖类糖类210%210%一一、细胞膜的化学成分、细胞膜的化学成分脂质中的脂质中的磷脂磷脂是构成是构成细胞膜的重要细胞膜的重要成分成分，此外还有，此外还有少量的胆固醇少量的胆固醇蛋白质在细胞膜行使功能时起重要蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此作用，因此功能越复杂的细胞膜功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多蛋白质的种类和数量越多糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白糖蛋白或或糖脂糖脂，分布在，分布在细胞膜的外表面细胞膜的外表面，糖蛋白，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别具有保护、润滑和细胞识别的作用的作用资料5：1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗亮暗三层结构。蛋白质脂质蛋白质对生物膜结构的探索历程19591959年年 “三明治模型”生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”构成的三层静态统一结构蛋白质蛋白质磷脂双分子层一一、细胞膜的结构探索、细胞膜的结构探索人细胞小鼠细胞细胞融合40min37假说：资料6：1970年，科学家进行了人和小鼠细胞的融合实验。并用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面蛋白质分子。杂交细胞对生物膜结构的探索历程19701970年年一一、细胞膜的结构探索、细胞膜的结构探索细胞膜具有流动性资料7：1972年,辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型。细胞膜的流动镶嵌模型19721972年年一一、细胞膜的结构探索、细胞膜的结构探索磷脂双分子层糖蛋白蛋白质：镶嵌、贯穿糖脂1972年1.生物膜的基本骨架？2.蛋白质的排布方式？3.细胞膜的成分有哪些？4.生物膜的流动性体现？一、流动镶嵌模型的基本内容一、流动镶嵌模型的基本内容问题探讨问题探讨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。1、为什么活细胞不被染色，而死细胞能被染色？活细胞的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；而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，所以死细胞能被染成蓝色。2 2、据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞。二、细胞膜的功能二、细胞膜的功能推测的原始海洋景观图推测的原始海洋景观图1.1.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是 ，也叫 。的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将 与 分隔开，产生了原始的细胞，并成为 的系统。细胞膜保障了 的相对稳定。细胞膜细胞膜质膜质膜生命物质生命物质膜膜外界环境外界环境相对独立相对独立细胞内部环境细胞内部环境二、细胞膜的功能二、细胞膜的功能分泌物分泌物废物废物COCO2 2、尿素、尿素、多余的无机多余的无机盐等盐等水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等控制的相对性控制的相对性营养物质营养物质病毒病菌病毒病菌2.2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞抗体、激素、抗体、激素、分泌蛋白等分泌蛋白等活细胞的细胞膜对物质进入细胞具有控制作用，但细胞膜的控制作用是相对的，有些病毒、病菌也能侵入细胞使生物体患病。二、细胞膜的功能二、细胞膜的功能3.3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流（1）通过细胞分泌化学物质完成间接交流内分泌细胞分泌的激素（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二、细胞膜的功能二、细胞膜的功能发出信号的细胞发出信号的细胞靶细胞靶细胞与膜结合的信号分子与膜结合的信号分子受体受体3.3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流（2）相邻两个细胞的细胞膜直接接触完成信息交流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。二、细胞膜的功能二、细胞膜的功能（3 3）相邻两个细胞之间形成通道传递信息）相邻两个细胞之间形成通道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。二、细胞膜的功能二、细胞膜的功能小结小结细胞膜细胞膜的功能的功能将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞控制物质进出细胞细胞膜细胞膜直接接触直接接触传递：精卵结合传递：精卵结合进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流通过细胞分泌化学物质完成通过细胞分泌化学物质完成间接交流间接交流：胰岛素、肾上腺素等激素胰岛素、肾上腺素等激素相邻细胞之间相邻细胞之间形成通道形成通道：胞间连丝：胞间连丝细胞膜的结构和功能膜的基本骨架膜的基本骨架 参与细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动参与细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动磷脂磷脂蛋白质蛋白质镶、嵌入、贯穿镶、嵌入、贯穿细细胞胞膜膜 糖类（少）糖类（少）组分组分内部疏水，屏障内部疏水，屏障物质运输等物质运输等细胞表面细胞表面信息传递等信息传递等运动运动运动运动结构特点：流动性结构特点：流动性1.1.将细胞与外界环境将细胞与外界环境分隔开分隔开结构结构功能功能2.2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞 3.3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流 细胞膜成分功能小结细胞膜成分功能小结细胞膜细胞膜的功能的功能细胞膜细胞膜的成分的成分和结构和结构将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞控制物质进出细胞细胞膜细胞膜直接接触直接接触传递：精卵结合传递：精卵结合间接间接交流：胰岛素、肾上腺素等激素交流：胰岛素、肾上腺素等激素相邻细胞之间相邻细胞之间形成通道形成通道：胞间连丝：胞间连丝成分成分结构结构脂质脂质本课小结进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流蛋白质蛋白质糖类糖类磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架蛋白质在细胞膜行使功能方面有重要作用蛋白质在细胞膜行使功能方面有重要作用与脂质和蛋白质结合，参与细胞表面的识别、与脂质和蛋白质结合，参与细胞表面的识别、细胞间的信息传递细胞间的信息传递探索历程探索历程流动镶嵌模型流动镶嵌模型细胞膜结细胞膜结构和功能构和功能细胞膜组成成分有磷脂细胞膜组成成分有磷脂磷脂双分子层磷脂双分子层细胞膜除了脂质还吸附有蛋白质细胞膜除了脂质还吸附有蛋白质“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三明治模型三明治模型细细胞膜具有流动性胞膜具有流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架蛋白质以不同方式镶嵌在磷脂双分子层蛋白质以不同方式镶嵌在磷脂双分子层细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性【典题【典题例析】例析】典典例例1超超滤滤净净水水器器既既能能滤滤除除水水中中的的细细菌菌、铁铁锈锈、胶胶体体等等有有害害物物质质，又又能能保保留留水水中中原原有有的的微微量量元元素素和和矿矿物物质质，补补充充我我们们日日常常所所需需。此此净净水水器器的的功能与细胞膜的哪一功能相似？功能与细胞膜的哪一功能相似？()A将细胞与外界环境分隔开的功能将细胞与外界环境分隔开的功能B控制物质进出细胞的功能控制物质进出细胞的功能C保护功能保护功能D进行细胞间信息交流的功能进行细胞间信息交流的功能B典典例例2作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。有关下图模型的说法错误的是()A图示信息主要体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能B甲细胞分泌a物质与细胞膜控制物质进出功能有关C乙细胞上识别a物质的受体b可以识别所有的信号分子Db物质的主要成分是蛋白质C典例典例2如图为细胞膜的结构模式图，下列相关叙述错误的是如图为细胞膜的结构模式图，下列相关叙述错误的是()A具有识别和免疫功能具有识别和免疫功能B细胞膜的选择透过性与细胞膜的选择透过性与有关有关Ca面为膜内侧，面为膜内侧，b面为膜外侧面为膜外侧D为磷脂分子亲水性头部，为磷脂分子亲水性头部，为磷脂分子亲脂性尾部为磷脂分子亲脂性尾部C 【素养评价】【素养评价】1水溶性染色剂水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。将细胞浸泡于一定浓度的胞死活的鉴别。将细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是鉴别细胞死活的基本原理是()A死细胞与活细胞的核酸结构不死细胞与活细胞的核酸结构不同同 B死细胞与活细胞的核酸含量不同死细胞与活细胞的核酸含量不同C活细胞能分解染色剂活细胞能分解染色剂PI D活细胞的细胞膜能阻止活细胞的细胞膜能阻止PI的进入的进入D