【生物】细胞膜的结构和功能课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、细胞膜的结构和功能任务1：认识细胞膜的功能活动1：观察实验结果，分析细胞膜的功能。伊红染液：将细胞质和细胞间质染为粉红色台盼蓝：活细胞能阻止这类染料进入细胞内细胞作为一个完整的系统，它有边界。细胞作为一个完整的系统，它有边界。用台盼蓝染液染色后的用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞（放大死细胞和活细胞（放大200倍）倍）鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染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。色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。讨论 1 1为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？色？2 2据此推

2、测，细胞膜作为细胞的边界，应该具据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？有什么功能？活细胞的细胞膜能控制进出细胞的物质，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。具有控制物质进出细胞的功能。细胞膜的存在可以如何证实？显微镜操作宏观感知破坏细胞膜会发生什么现象？原始地球环境原始地球环境产生了原始的细胞膜的出现是生命起源过程中至关重要阶段（保障细胞内部环境的相对稳定）1.1.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开新知探究新知探究一、细胞膜的功能营养物质代谢废物分泌物（抗体、激素等）病菌、病毒控制的相对性2.2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞选择透过性细胞膜对物

3、质进出细胞的控制主要体现在哪细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面些方面:细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞细胞产生的代谢废物可以排出细胞细胞产生的代谢废物可以排出细胞细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞进入细胞A A B B C C D D3.3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流化学物质传递化学物质特异性受体激素、神经递质、淋巴因子蛋白质1细胞膜的功能通过细胞分泌的 传递信息，最后与靶细胞膜表面的 结合。进行细胞间的信息交流接触传

4、递通过 传递信息。细胞膜直接接触1细胞膜的功能进行细胞间的信息交流精卵结合携带信息的物质通过 将进入另外一个细胞通道传递通道胞间连丝1细胞膜的功能进行细胞间的信息交流柿子胚乳细胞间的胞间连丝2 2细胞膜的功能细胞膜的功能是谁，是谁，隔开隔开了原始海洋的动荡了原始海洋的动荡是谁，奏鸣了生命的交响是谁，奏鸣了生命的交响是谁，为我日夜是谁，为我日夜守边防守边防是谁，为我是谁，为我传信传信报安康。报安康。啊，伟大的细胞膜呀！啊，伟大的细胞膜呀！没有你，我会是何等模样！没有你，我会是何等模样！与外界环境隔开与外界环境隔开控制物质进出控制物质进出进行细胞间信息交流进行细胞间信息交流这些诗句说的是细胞膜的什

5、么功能？这些诗句说的是细胞膜的什么功能？活动2：分析1895年欧文顿的实验，推测细胞膜的成分。任务2：对细胞膜成分的探索18951895年欧文顿，推测年欧文顿，推测细胞膜是由脂质组成细胞膜是由脂质组成的。的。1.1.对对细胞膜细胞膜成分的探索成分的探索二、细胞膜的结构18951895年欧文顿，推测年欧文顿，推测细胞膜是由脂质组成细胞膜是由脂质组成的。的。科科学学家家进进行行化化学学分分析析，得得知知组组成成细细胞胞膜膜的的脂脂质质有有磷磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。1.1.对对细胞膜细胞膜成分的探索成分的探索二、细胞膜的结构材料是哺乳动物成熟的红细胞，为什么材料

6、是哺乳动物成熟的红细胞，为什么？观察磷脂分子的结构并分析其特点。任务2：对细胞膜成分的探索结构图模型示意图磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂磷脂分子分子磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子在水-空气界面的分布磷脂分子在水环境中的分布活动3：根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在水环境中的排布方式。水环境磷脂分子在水环境中的分布水环境磷脂分子在水环境中的分布水环境磷脂分子在水环境中的分布水环境磷脂分子在水环境中的分布水环境磷脂分子在水环境中的分布水环境磷脂分子在水环境中的分布根据磷脂分子的特

7、点，分析推测细胞膜中磷脂分子的排布情况。AB水环境戈特和格伦德尔1925年18951895年欧文顿，推测年欧文顿，推测细胞膜是由脂质组成细胞膜是由脂质组成的。的。科科学学家家进进行行化化学学分分析析，得得知知组组成成细细胞胞膜膜的的脂脂质质有有磷磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。19251925年年荷荷兰兰科科学学家家戈戈特特和和格格伦伦德德尔尔推推断断细细胞胞膜膜中中的的磷脂分子必然排列为连续的两层。磷脂分子必然排列为连续的两层。1.1.对对细胞膜细胞膜成分的探索成分的探索二、细胞膜的结构思考思考 讨论讨论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

8、过对膜成分的提取与检测？2、根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气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？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？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？提出假说提出假说 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时已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，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。亲亲水水端端疏疏水水端端思考思考 讨论讨论1、最

9、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？2、根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气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？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？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？当磷脂分子内外两侧均是水环境时，磷脂分子的尾部排列在内侧，头部则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。磷脂头部将与水接触，尾部与苯接触，磷脂分子分布成单层。脂肪酸甘油磷酸18951895年欧文顿，推测年欧文顿

10、，推测细胞膜是由脂质组成细胞膜是由脂质组成的。的。科科学学家家进进行行化化学学分分析析，得得知知组组成成细细胞胞膜膜的的脂脂质质有有磷磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。19251925年年荷荷兰兰科科学学家家戈戈特特和和格格伦伦德德尔尔推推断断细细胞胞膜膜中中的的磷脂分子必然排列为连续的两层。磷脂分子必然排列为连续的两层。19351935年年丹丹尼尼利利和和戴戴维维森森推推测测细细胞胞膜膜除除含含脂脂质质分分子子外外，可能还附有蛋白质。，可能还附有蛋白质。1.1.对对细胞膜细胞膜成分的探索成分的探索二、细胞膜的结构已有知识如何鉴定细胞膜中有蛋白质？细胞膜主要由 和

11、组成的。此外，还有少量的 。脂质（磷脂最丰富脂质（磷脂最丰富,少量胆固醇）大约占少量胆固醇）大约占50%蛋白质蛋白质 大约占大约占40%糖类糖类 大约占大约占2%10%1.1.对对细胞膜细胞膜成分的探索成分的探索功能越复杂的细胞膜，的种类与数量就越多。脂质蛋白质糖类蛋白质小结细胞是一个基本的生命系统，细胞膜是这个微观生命系统的边界。细胞膜不仅把细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出细胞、进行细胞间信息交流等作用。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类。1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。提出所有细胞膜都是由“蛋白质脂质蛋白质”三层结构构成，是静态的统一结构。

12、任务1：对细胞膜结构的探索问题1：该模型不能解释哪些功能？静态模型的建立：罗伯特森实验 任务1：对细胞膜结构的探索变形虫摄食纤毛虫变形虫摄食纤毛虫 资资 料料细胞生长分裂细胞生长分裂三明治模型无法解释：任务1：对细胞膜结构的探索膜蛋白与脂质的含量差异电镜下细胞膜的厚度细胞的生长与分裂资料：科学家研究发现，有些膜蛋白的特定区域主要由疏水氨基酸组成，这些区域很可能与脂双层的疏水区域结合，造成这些部分会深深插入膜的内部。任务1：对细胞膜结构的探索冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构任务1：对细胞膜结构的探索问题2：通过冰冻蚀刻实验结果，你可以得出什么结论？磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;蛋白质分子镶嵌表面

13、、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层。对三明治模型的修正1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验实验表明：细胞膜具有一定流动性。绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白细胞融合细胞融合人细胞人细胞正在融合的细胞正在融合的细胞融合细胞融合细胞3740min小鼠细胞小鼠细胞1972年，辛格和尼科尔森流动镶嵌模型的基本内容细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架（亲水头部朝外，疏水尾部朝内）。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。蛋白质分子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

14、脂双分子层，这些蛋白质在物质运输等方面具有重要作用。细胞膜内外侧结构是对称的吗？膜的结构特点：流动性磷脂分子侧向自由移动膜中的蛋白质大多也能运动膜的结构特点：流动性一定范围内，随着环境温度的降低，蛋白质分子和磷脂分子的运动速率减慢；一定范围内，随着环境温度的升高，蛋白质分子和磷脂分子的运动速率加快；细胞膜的外表面还有糖类分子，它与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫做糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。膜的结构特点：流动性 功能特点：选择透过性流动镶嵌模型的基本内容12外侧内侧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

15、号分子受体膜的结构特点：不对称性膜两侧的分子性质和和结构不同，有糖被的一侧为外侧。(1)受体蛋白:信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质）的受体。(2)载体蛋白:协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。(3)具催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。常见膜蛋白的种类常见膜蛋白的种类细胞膜的成分特点不同种类的细胞，细胞膜的成分及其含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中则没有，这与细胞的功

16、能有关细胞膜的组分并不是不可变的，如在细胞癌变过程中，糖蛋白含量下降糖类可分别与蛋白质、脂质结合形成糖蛋白、糖脂，糖蛋白有识别作用功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多1 12 23 34 4成分成分特点特点1、下列关于细胞膜的说法正确的是（）A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质B.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇，且胆固醇最丰富C.生物膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的D.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的，不同功能的细胞膜上的蛋白质的种类和数量相同E.细胞膜上的糖类既可与蛋白质结合，又可与脂质分子结合F.细胞都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层应用探究ACE 既然膜内部

17、分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。P45旁栏思考题 脂质体：具有亲水和疏水两性的脂类物质在水相中形成的、由脂双层构成的人工膜结构叫做脂质体。深度解读深度解读作用：研究质膜和膜蛋白及其生物学性质。作为药物载体在活体内给药，治疗疾病膜蛋白：主要承担和和执行生物膜的功能。不同功能的细胞，其膜蛋白的含量和种类有显著差异。聚乙二醇保护层水溶性药物晶体脂溶性药物晶体脂双层抗体 名师精品铸造新教材 新高考S z L w h 细胞壁具有全透性，无法在细胞壁内制造一个稳定的内部环境，因此细胞壁

18、不是细胞的生命系统的边界。细菌细胞壁肽聚糖植物细胞壁纤维素和果胶真菌细胞壁几丁质溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。拓展：拓展：细胞壁的成分与功能细胞壁的成分与功能脂双层为基本骨架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、嵌入、贯穿镶嵌、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.将细胞与外将细胞与外界环境分隔开界环境分隔开

19、结构结构功能功能2.2.控制物质进控制物质进出细胞出细胞 3.3.进行细胞间进行细胞间的信息交流的信息交流 桑格和尼克森提出流动镶嵌模型 名师精品铸造新教材 新高考S z L w h细 胞 膜成分与结 构功 能2.控制物质相对进出3.信息交流1.将细胞与外界分隔脂 质蛋白质糖 类磷脂双分子层-基本支架镶、嵌、贯穿糖蛋白功能特点结构特点（选择透过性）（流动性）【课堂小结】在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红。其主要原因是()。A细胞壁在加温中受到破坏B水温升高，花青素的溶解度加大C加温使细胞膜

20、和液泡膜失去了控制物质进出的作用D加温使水中的化学物质发生了反应C用丙酮从鸡的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是（）AS12S2BS12S2CS12S2DS2S12S23、下图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答下面的问题。(1)图中B_的基本组成单位是_，构成细胞膜基本支架的结构是_。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是_。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有_性，这是因为_。(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的_成分。(5)细胞膜的外侧是_(M、N)侧，判断的依据是_。(6

21、)细胞膜的这种结构模型被称为_。蛋白质氨基酸D磷脂双分子层E 糖蛋白流动组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多是可以运动的蛋白质MM侧有多糖与蛋白质形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧流动镶嵌模型现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的_做实验。选用该材料的原因是它_。将选取的上述材料放入_ 中，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂。有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象的合理解释是_。应用探究思考讨论：细胞膜的相关实验人的成熟红细胞除细胞膜外无其他膜结构蒸馏水(或清水)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证膜的选择透过性。材料：红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。实验步骤：a、把适量的玫瑰花瓣均分为 两组，分别加入培养皿中；b、A组加入_，B组加入等量的质量分数为15%的盐酸；c、观察_。适量的蒸馏水A、B两组花瓣的颜色变化及溶液的颜色变化应用探究A、B