【生物】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（2019）必修1.pptx

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1、思考：如果将组成细胞的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？组成细胞的分子必须有序地组织成组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。才能成为一个基本的生命系统。“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”翟中和院士第3章 细胞的基本结构细胞这一生命系统的边界是细胞膜细胞膜第第1节节 细胞膜的结构和功能细胞膜的结构和功能1、将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开一、细胞膜的功能（阅读课本P40-41）保证细胞内部环境的相对稳定 膜的出现使细胞成为一个相对独立的系统一、细胞膜的功能资料：科研

2、上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。用台盼蓝染色，活的动物细胞不着色死的动物细胞会被染成蓝色2 2、控制物质进出细胞、控制物质进出细胞活细胞活细胞的细胞膜才具有的细胞膜才具有控制物质进出细胞控制物质进出细胞的能力的能力。不需要、有害的物质不需要、有害的物质（如（如细菌、病毒细菌、病毒等）等）_2 2、控制物质进出细胞控制物质进出细胞细胞膜的控制作用是细胞膜的控制作用是相对相对的的细胞细胞营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）废物废物（CO2、尿素等）、尿素等）不容易不容易进入进入抗体、激素等抗体、激素等细胞合成并分泌细胞合成并分泌细胞代谢产生细胞代谢产生

3、（DNA等）等）一、细胞膜的功能一、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受体信号分子间接交流发出信号接收信号受体直接交流（直接接触，如精卵识别）直接接触，如精卵识别）（蛋白质/糖蛋白）思考：思考：1、海洋或河流中有很多不同生物的精子和卵细胞，但只有同种精子和卵细、海洋或河流中有很多不同生物的精子和卵细胞，但只有同种精子和卵细胞才能结合胞才能结合,原因？原因？2、男性体内的雄性激素能使男性下巴长胡须，为什么没有全身都长胡须？、男性体内的雄性激素能使男性下巴长胡须，为什么没有全身都长胡须？3、判断：、判断：细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构并不是所有的细胞膜上都含有

4、该信号分子的受体并不是所有的细胞膜上都含有该信号分子的受体受体和信号分子的结合具有特异性！3 3、进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流一、细胞膜的功能由细胞膜的成分和结构决定由细胞膜的成分和结构决定通道交流高等植物的胞间连丝信息传递物质运输、资料资料1:1895年欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性时年欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现发现脂溶性物质易透过细胞膜脂溶性物质易透过细胞膜,不溶于脂类的物质不容易穿过细胞膜。不溶于脂类的物质不容易穿过细胞膜。不溶于不溶于脂质的物质脂质的物质溶于溶于脂质的物质脂质的物质细胞膜细胞膜推测推测(假说假说)：膜是由膜是由脂质脂质组成的组成的P42P

5、42：讨论：讨论1 1对现象的推理分析对现象的推理分析相似相溶原理：溶质与溶剂结构相似，则二者彼此互溶。二、对细胞膜成分的探索（课本P42）资料资料2:科学家利用科学家利用哺乳动物的红细胞，哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行出纯净的细胞膜，进行化学分析化学分析，得知：，得知：膜的膜的脂质有：脂质有：磷脂（含量最多）磷脂（含量最多）、胆固醇、胆固醇思考：制备细胞膜材料：哺乳动物成熟的红细胞人的正常人的正常红细胞红细胞人的圆涨的人的圆涨的红细胞红细胞人的涨破的人的涨破的红细胞红细胞红细胞中的内容物流红细胞中的内容物流出，剩下细胞膜出，剩下细胞膜离心正常形态正

6、常形态吸水膨胀吸水膨胀过度吸水、涨破过度吸水、涨破二、对细胞膜成分的探索磷脂分子结构式磷脂分子模型磷脂分子示意图疏水“尾部”亲水“头部”资料资料3:磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，结构磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，结构既有既有疏水基团疏水基团脂肪酸（尾部），又有脂肪酸（尾部），又有亲水基团亲水基团磷酸（头部）磷酸（头部）空气水思考：磷脂分子在“空气水”界面上如何排布？（大本P43左上）二、对细胞膜成分的探索资料资料4:两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层，水界面上铺成单分子层，测得

7、的单层分子的面积恰为红细胞表测得的单层分子的面积恰为红细胞表面积的面积的2倍。倍。推断推断：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二、对细胞膜成分的探索同学们尝试大胆推测一下，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？（提示：细胞内外都是水溶液）推推测测磷脂分子在“空气水”界面上排布：水水细胞膜推测推测:磷脂分子在细胞膜中是怎样排布的？磷脂分子在细胞膜中是怎样排布的？资料资料4:两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层，水界面上铺成单分子层，测得的单层分子的面积恰为红细胞表测得的单

8、层分子的面积恰为红细胞表面积的面积的2倍。倍。推断推断：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思考思考:如果将如果将红细胞红细胞替换为替换为神经细胞神经细胞，进行同样处理，进行同样处理，测得的测得的单层分子的面积单层分子的面积还是还是细胞表面积细胞表面积的的2 2倍倍吗吗？2倍倍推断推断：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二、对细胞膜成分的探索资料资料5:1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显明显低于油水界面的表面张力。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

9、力会降低。推测：推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有细胞膜除含脂质分子外，可能还附有 。蛋白质蛋白质你如何证明？细细胞胞膜膜的的成成分分脂质（大约占脂质（大约占50%）蛋白质（大约占蛋白质（大约占40%）二、细胞膜的成分（课本P43）主要成分主要成分磷脂（主要）、胆固醇（动物细胞膜）糖类（大约占糖类（大约占2%10%）“三明治”结构模型细胞膜是静态的统一结构假说：假说：三、对细胞膜结构的探索（课本P43）蛋白质-脂质-蛋白质19591959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。罗伯特森假说：罗伯特森假说：“三明治”结构模型细胞膜是静态的统一结构 资料资料6:1959年，

10、罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗亮暗的三层结构，测定其厚度为7-8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。磷脂双分子层根据电镜照片和膜厚度的证据，根据电镜照片和膜厚度的证据，请对蛋白质的分布提出你的猜测请对蛋白质的分布提出你的猜测资料7：【冷冻断裂电子显微镜技术】使脂双层的疏水端断裂，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下：蛋白质在膜上的蛋白质在膜上的分布并不均匀：分布并不均匀：镶镶在磷脂双分子层表面在磷脂双分子层表面部分或全部嵌部分或全部嵌入磷脂双分子层中入磷脂双分子层中贯穿贯穿整个磷脂双分子层整个磷脂

11、双分子层三、对细胞膜结构的探索资料8：1970年,科学家用荧光染料标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。细胞膜具一细胞膜具一定的流动性定的流动性采用技术：罗伯特森假说：罗伯特森假说：“三明治”结构模型细胞膜是静态的统一结构?荧光标记法19721972年,辛格和尼科尔森提出了大多数人所接受的细胞膜的分子结构模型。细胞膜的流动镶嵌模型细胞膜的流动镶嵌模型 四、流动镶嵌模型的主要内容四、流动镶嵌模型的主要内容1 1、细胞膜的基本构成（1 1）组成成分：主要由 和 组成。（2 2）基本支架：。（内部磷脂的疏水尾部决定了水溶性分子或离子难以通过 作用）（3 3）蛋白质分子的存在形式：

12、有 、三种。（4 4）细胞膜的外表面 糖类与蛋白质、脂质结合分别形成 。这些糖类分子称为 （作用？）脂质脂质蛋白质蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层镶在部分或全部嵌入部分或全部嵌入贯穿贯穿糖被糖被识别、细胞间的信息传递识别、细胞间的信息传递糖蛋白、糖脂糖蛋白、糖脂屏障屏障P44-452 2、细胞膜的结构特点：具有一定的 。磷脂分子：。蛋白质分子：。流动性流动性侧向自由移动侧向自由移动大多数可以运动大多数可以运动细胞膜的流动性对于细胞完成细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动物质运输、生长、分裂、运动等功能是非常重要的等功能是非常重要的。P45:P45:右上右上既然膜内部分是疏水的，既

13、然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输水分子为什么能跨膜运输？原因：原因：水分子极小，可以通过磷脂水分子极小，可以通过磷脂分子运动而产生的间隙；分子运动而产生的间隙；膜上存在水通道蛋白，水分膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。子可以通过通道蛋白通过膜。原因功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_和_越多种类种类数量数量课本P46：二、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?(2)请推测:脂质体到达细胞后，药物将如何进人细胞内发挥作用?两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳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。胞，从而使药物在细胞内发挥作用。