【课件】细胞膜的结构与功能课件高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、第1节细胞膜的结构和功能第第三三章章细细胞胞的的基基本本结结构构细胞的边界：细胞的边界：细胞膜细胞膜（质膜）（质膜）国家的边界：国家的边界：边防线等边防线等人体的边界：人体的边界：皮肤和黏膜皮肤和黏膜一个系统总有它的边界一个系统总有它的边界思考：植物细胞最外面是细胞壁，那么植物细胞的边界是细胞膜而不是细胞壁，这是为什么呢？植物的植物的细胞壁细胞壁起支持和保护的作用，起支持和保护的作用，具有全透性具有全透性，并不能控制，并不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界。物质进出细胞，所以不是真正的边界。课本课本P40一、细胞膜的功能（3个）功能功能1 1：将：将细胞与外界环境细胞与外界环境分隔开。分隔

2、开。课本课本P40膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。意义：保障了细胞内部环境的相对稳定细胞可“进”不易“进”可“出”不可“出”营养物质对细胞有害的物质抗体、激素等物质，细胞产生的废物细胞内的核酸等重要成分病菌、病毒等可能侵入体现细胞膜的功能特点：具有选择透过性课本课本P40-41一、细胞膜的功能（3个）注意：细胞膜的控制作用是相对的！功能功能2 2：控制物质进出细胞控制物质进出细胞 因为细胞的因为细胞的选择透过性选择透过性是是针对针对活细胞活细胞来说的，菠菜来说的，菠菜煮熟了，选择透过性就消煮熟了，选择透过性就消失了，

3、所以细胞中的失了，所以细胞中的色素色素就可以进入到外部。就可以进入到外部。想一想想一想：为什么你洗菠菜的时候水不变绿，煮熟了汤却绿了为什么你洗菠菜的时候水不变绿，煮熟了汤却绿了？实验设计：1、如何检测植物种子是否存活？2.如何检测动物细胞是否存活？用台盼蓝染液对动物细胞染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会被着色。染色排除法。课本课本P40一、细胞膜的功能（3个）激素方式：通过化学物质传递信息糖蛋白，专一性受体接受信号的细胞课本课本P41一、细胞膜的功能（3个）距离较远的细胞距离较远的细胞功能功能3 3：进行细胞间的信息交流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

4、号分子精子和卵细胞之间的精子和卵细胞之间的识别识别和和结合结合相邻两个细胞相邻两个细胞的的细胞膜接触细胞膜接触，信息从，信息从一个细胞传递给另一个细胞。一个细胞传递给另一个细胞。受体受体方式：通过细胞膜直接接触传递信息课本课本P41一、细胞膜的功能（3个）功能功能3 3：进行细胞间的信息交流胞间连丝胞间连丝高等植物细胞高等植物细胞方式：通过细胞通道传递信息一、细胞膜的功能（3个）课本课本P41功能功能3 3：进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能（3个）课本课本P401.将细胞与外界分隔开保障了细胞内部环境的相对稳定。2.控制物质进出细胞体现细胞膜的功能特点：具有选择透过性3.进行细胞间的信息交

5、流物质传递（例如：激素/抗体）接触传递（例如：精子与卵细胞结合）通道传递（例如：植物通过胞间连丝）背背活动：在球场上，当发现足球快速向你头部飞奔过来，活动：在球场上，当发现足球快速向你头部飞奔过来，你会迅速躲避或用胳膊阻挡。你会迅速躲避或用胳膊阻挡。思考：思考：1.1.哪些细胞参与完成了上述活动？它们发挥的具体作哪些细胞参与完成了上述活动？它们发挥的具体作用是什么？用是什么？2.2.眼部组织细胞、神经元细胞核肌肉细胞之间如何实眼部组织细胞、神经元细胞核肌肉细胞之间如何实现相互沟通呢？现相互沟通呢？在在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必

6、须保它们之间必须保持持功能的协调功能的协调，才能使生物体健康的生才能使生物体健康的生存存；这种协调性的实现依赖于这种协调性的实现依赖于物质和能量的交换物质和能量的交换，也有，也有赖于赖于信息的交流信息的交流。一、细胞膜的功能课本课本P41典例研析典例研析金版学案金版学案P61【例【例1】(2022广东深圳广东深圳)细胞膜作为系统的边界细胞膜作为系统的边界,它在生命活动中发挥着重要作用它在生命活动中发挥着重要作用,其功能不包括其功能不包括()A.控制物质进出细胞控制物质进出细胞B.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开C.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流D.对细胞起支持与保护作用对

7、细胞起支持与保护作用D典例研析典例研析【例【例2】观察下图，有关说法正确的是】观察下图，有关说法正确的是()A.精子与卵细胞的识别方式如图丙所示精子与卵细胞的识别方式如图丙所示B.进行细胞间的信息交流是细胞膜的功能之一进行细胞间的信息交流是细胞膜的功能之一C.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接的方式如图高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接的方式如图乙所示乙所示D.图中靶细胞都是通过细胞膜上的受体接收信号分子的图中靶细胞都是通过细胞膜上的受体接收信号分子的B图乙物质传递接触传递通道传递图丙图丙：胞间连丝，不通过受体金版学案金版学案P61那就让我们穿过时空隧道，跟随科学家的脚步来探索细胞膜成分和

8、结构。Year18951895年年细胞膜细胞膜非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质我是欧文顿，经过上万次我是欧文顿，经过上万次实验我发现实验我发现二细胞膜成分的探索二细胞膜成分的探索 P P4242思考讨论思考讨论提出假说：膜是由提出假说：膜是由脂质脂质组成的组成的相似相溶原理相似相溶原理得知：资料2 目的：目的：确定细胞膜中确定细胞膜中脂质成分的类型脂质成分的类型实验：实验：科学家利用科学家利用哺乳动物的成熟红细胞，通过一定的，通过一定的方法制备方法制备出出纯净的细胞膜，进行化学分析。的细胞膜，进行化学分析。组成细胞膜的组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中其中磷脂含量最多。选材原因：

9、没有细胞核、细胞壁和细胞器_水头部(磷酸)_水尾部(脂肪酸)亲疏磷脂是一种由 所组成的分子。甘油、脂肪酸和磷酸二细胞膜成分的探索二细胞膜成分的探索 P P4242思考讨论思考讨论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？水水水水A A水水水水B B水水水水 C C亲水的亲水的“头部头部”与水接触，疏水的与水接触，疏水的“尾巴尾巴”远离水远离水在水中形成的磷脂双分子层模式图水水理论需要实验的支持！Year19251925年年1895年实验：实验：用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，在空气空气-水

10、界面铺成水界面铺成单分子层单分子层。（荷兰）戈特和格伦德尔荷兰）戈特和格伦德尔空气空气水水二细胞膜成分的探索二细胞膜成分的探索 P P4242思考讨论思考讨论实验现象：实验现象：S S单层磷脂单层磷脂 =2S=2S红红实验结论：细胞膜中的脂质分子必然实验结论：细胞膜中的脂质分子必然 排列为排列为 连续的连续的两层两层！讨论：讨论：4.如果将磷脂分子置于水如果将磷脂分子置于水-苯混合溶剂中，磷脂分苯混合溶剂中，磷脂分子将如何分布？子将如何分布？P P4242思考讨论思考讨论 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。苯水Year1925

11、年1895年1935年(英国英国)丹尼利和戴维森丹尼利和戴维森结论或假说：结论或假说：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。研究细胞膜的张力，他们发现细胞的表研究细胞膜的张力，他们发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。面张力明显低于油水界面的表面张力。已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，表面张力会降低表面张力会降低二细胞膜成分的探索二细胞膜成分的探索 P P4242思考讨论思考讨论_（约50%）:_（约40%）：_（约2%10%）细胞膜的成分磷脂脂质蛋白质糖类胆固醇功能功能越复杂的细胞膜，_的种类和数量越多。

12、蛋白质成分与功能的关系：课本课本P43_最丰富，还有少量_与细胞膜的_密切相关（动物细胞膜）背背二细胞膜成分的探索二细胞膜成分的探索 P P43431.最能代表细胞膜基本化学成分的一组化学元素是最能代表细胞膜基本化学成分的一组化学元素是()A.C、H、O、N B.C、H、O、N、PC.C、H、O、S、P D.C、H、O、Mg、FeB4.细胞膜功能的复杂程度，主要取决于细胞膜上细胞膜功能的复杂程度，主要取决于细胞膜上()A.磷脂含量磷脂含量 B.蛋白质的种类和数量蛋白质的种类和数量C.糖的种类糖的种类 D.水含量水含量B脂质(磷脂)：C、H、O、N、P蛋白质：C、H、O、N糖类：C、H、O金版学

13、案金版学案P66 典例研析典例研析金版学案金版学案P62【例【例3】下列有关细胞膜的叙述】下列有关细胞膜的叙述，错误的是错误的是()A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成细胞膜主要由脂质和蛋白质组成B.功能不同的细胞功能不同的细胞，细胞膜蛋白质的种类和数量相同细胞膜蛋白质的种类和数量相同C.组成细胞膜的脂质中组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富磷脂最丰富D.蛋白质种类和数量多的细胞膜功能复杂蛋白质种类和数量多的细胞膜功能复杂B不同脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？阅读课本阅读课本P43 文本及图文本及图3-3三、对细胞膜结构的探索资料资料1 时间时间：1959年年 人物人物：罗伯特罗伯特森森(J.D

14、.Robertsen)实验实验：电镜电镜下看到细胞膜下看到细胞膜“暗-亮-暗”三三层结构层结构提出假说：所有的细胞膜都由“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构构成的静态统一结构。细胞生长细胞生长变形虫变形虫摄食纤毛虫摄食纤毛虫细胞分裂细胞分裂三、对细胞膜结构的探索细胞膜的静态模型难以解释以下现象：因此，细胞膜不可能是静态的。阅读课本阅读课本P43 文本及图文本及图3-4资料资料2 时间时间：1970年年 实验实验：将将人和鼠的细胞膜表人和鼠的细胞膜表面的面的蛋白质蛋白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合。用不同荧光标记后，让两种细胞融合。绿色荧光染料标记膜蛋白红色荧光染料标记膜蛋白小鼠细胞人细胞细胞融

15、合正在融合的细胞融合细胞3740min融合细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是什么融合细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是什么?该实验表明什么？该实验表明什么？方法：荧光标记技术细胞膜上的蛋白质是可以运动的。细胞膜具有流动性（受温度影响）结构特点：阅读课本阅读课本P44 文本及图文本及图3-5资料资料3 时间时间：1972年年 人物人物：辛格辛格(S.J.Singer)和尼科尔森和尼科尔森(G.Nicolson)提出提出：流动镶嵌模型【例【例5】下列有关细胞膜成分与结构的探索历程的叙述，】下列有关细胞膜成分与结构的探索历程的叙述，正确的是正确的是()A.欧文顿结合大量的物质通透性实验，提出了欧文顿

16、结合大量的物质通透性实验，提出了“细胞细胞膜是由磷脂组成的膜是由磷脂组成的”B.罗伯特森结合电子显微镜的观察结果，提出了所有罗伯特森结合电子显微镜的观察结果，提出了所有细胞膜都是由蛋白质细胞膜都是由蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构构成的蛋白质三层结构构成的C.人细胞和小鼠细胞融合实验的结果表明，细胞膜具人细胞和小鼠细胞融合实验的结果表明，细胞膜具有选择透过性有选择透过性D.流动镶嵌模型表明，组成细胞膜的磷脂分子和蛋白流动镶嵌模型表明，组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都不可以运动质分子都不可以运动典例研析典例研析金版学案金版学案P63B提出：细胞膜由脂质组成细胞膜具有流动性磷脂分子和大多数蛋白质都可

17、以运动科学方法提出假说 细胞膜结构模型的探索过程，反映了细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这这一科学方法的作用。一科学方法的作用。(1)科学家首先科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生解释某一生物学问题的一种物学问题的一种假说，再用进一步的再用进一步的观察与实验对已对已建立的假说进行建立的假说进行修正和补充。(2)一种假说最终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以后不断得到的观察和实验结果相吻合。P P4444 20032003年度诺贝尔化学奖年度诺贝尔化学奖授予两名授予两名19881988年研究膜蛋白年研究膜蛋白的美国科学家，这是自的美国科学家，这

18、是自19911991年来诺贝尔奖第三次颁发给年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究与细胞膜蛋白质有关的研究成果。成果。彼得彼得阿格阿格雷雷与与水通道蛋白水通道蛋白罗德里克罗德里克麦金农麦金农NaNa+离子通道离子通道 20112011年年1010月月3 3日日，诺诺贝贝尔尔生生理理学学或或医医学学奖奖授授予予美美国国科科学学家家布布鲁鲁斯斯博博伊伊特特勒勒、法法国国籍籍科科学学家家朱朱尔尔斯斯霍霍夫夫曼曼，以以表表彰彰他他们们发发现现了了细细胞胞膜膜上上参参与与免免疫的关键疫的关键“受体蛋白质受体蛋白质”。四、流动镶嵌模型的基本内容阅读教材P44P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答

19、下列问题：1.细胞膜的基本支架是什么？2.蛋白质在细胞膜上如何分布？3.什么是糖被？有什么功能？4.细胞膜具有流动性的原因是什么？有的有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表面；在磷脂双分子层表面；有的部分或全部有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中磷脂双分子层中 有的有的贯穿贯穿于整个磷脂双分子层。于整个磷脂双分子层。-磷脂双分子层是磷脂双分子层是膜的膜的基本支架基本支架磷脂磷脂蛋白质分子蛋白质分子成分成分（细胞识别、细胞间信息交流细胞识别、细胞间信息交流）糖类糖类（少量）（少量）糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂糖被（分布在细胞膜外侧）糖被（分布在细胞膜外侧）流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容P P44-4

20、544-45蛋白质分子磷脂分子磷脂双分子层(2层磷脂分子层磷脂分子)判断细胞膜内外侧的依据：外侧：糖蛋白存在的一侧内侧：没有糖蛋白的一侧【例【例7】(2020广东广州广东广州)如图表示细胞膜的结构示意如图表示细胞膜的结构示意图图,其中乙侧有某种信号分子。下列有关分析错误的是其中乙侧有某种信号分子。下列有关分析错误的是()A.图中乙侧是细胞膜的外侧图中乙侧是细胞膜的外侧,甲侧是细胞膜的内侧甲侧是细胞膜的内侧B.该图体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能该图体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能C.细胞膜功能的复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量细胞膜功能的复杂程度与膜上蛋白质的种类和数量有关有关D.

21、该图说明细胞膜上的受体蛋白能与信号分子结合该图说明细胞膜上的受体蛋白能与信号分子结合金版学案金版学案P65B四、流动镶嵌模型的基本内容既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。P P45 45 右上角右上角4.细胞膜的结构特点：具有 。流动性原因：构成细胞膜的：构成细胞膜的_可以侧向可以侧向自由移动，膜中的膜中的_ 也能也能运动。意义：对细胞完成：对细胞完成_等等 功能都是非常重要的。功能都是非常重要的。实例：。影响因素：在一定在一定温度范围内，范围内，。磷脂分子蛋白质大多随温度升高，流动

22、性加快变形虫的变形运动、人鼠细胞融合、精卵结合物质运输、生长、分裂、运动P P4545【例【例8】科学家从细胞膜成分入手探索细胞膜结构，】科学家从细胞膜成分入手探索细胞膜结构，提出细胞膜的流动镶嵌模型。下列关于该模型的叙述提出细胞膜的流动镶嵌模型。下列关于该模型的叙述错误的是错误的是 ()A.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B.糖蛋白在细胞膜内外表面都有分布糖蛋白在细胞膜内外表面都有分布C.构成细胞膜的磷脂分子可以运动构成细胞膜的磷脂分子可以运动D.构成细胞膜的大多数蛋白质分子可以运动构成细胞膜的大多数蛋白质分子可以运动典例研析典例研析B只分布在细胞膜外表面金版

23、学案金版学案P652.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，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，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的能在水中结晶的药物被包在双分子层中药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同为什么两类药物的包裹位置各不相同？(2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？如何进入细胞内发挥作用？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

24、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。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。P P4646课堂总结细胞膜的成分、结构与功能的关系磷脂分子+蛋白质分子+糖类组成磷脂双分子层镶在、嵌入、贯穿糖被分 布部 分流动性可运动导致结构组成功能决定信息交流(细胞识别)边界作用控制物质进出物质基础(结构特点)选择透过性保证体现跨膜运输正常进行(功能特点)同同学学们们下下节节课课见见！一、概念检测1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述基于

25、对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。是否正确。(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定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。（不动的。（）(2)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能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。（进入，而对细胞有害的物质则不能进入。（）(3)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。（）课本课本P46练习与应用练习与应用2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关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（叙述

26、错误的是（）A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜胞膜B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能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通过细胞膜C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能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，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？么合理之处，有没有不妥当的地方？提示：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，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。课外制作利用废旧物品制作生物膜模型