3.1细胞膜的结构和功能 ppt课件+视频-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第一册.rar

第一节第一节 细胞膜的结构和功能细胞膜的结构和功能问题探讨问题探讨科研上鉴别死细胞和活细胞，科研上鉴别死细胞和活细胞，常用常用“染色排除法染色排除法”。用用台盼蓝台盼蓝染色，死的动物细染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。胞是否死亡。为什么活细胞不能被染色，为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？而死细胞能被染色？细 胞 的 边 界 国家有陆地、海域、领空的边界；人体有皮肤和黏膜的边界；细胞这一生命系统的边界细胞膜 细胞膜也叫质膜 问题探究：问题探究：_光学显微镜能光学显微镜能看到细胞膜吗看到细胞膜吗？怎样确定细胞膜的存在怎样确定细胞膜的存在？不不 能能 科学家用显微注射器将一种叫做伊红的科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。个细胞，却不能逸出细胞。细胞是细胞是有边界有边界 细胞膜细胞膜资料分析资料分析一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能1、将细胞与外界环境分隔开、将细胞与外界环境分隔开膜的出现是生命起膜的出现是生命起源过程中至关重要源过程中至关重要的阶段。的阶段。原始地球环境原始地球环境细胞膜保障了细胞内细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定部环境的相对稳定细胞需要的物质细胞需要的物质大部分细胞不需要或有害物质大部分细胞不需要或有害物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜代谢废物、细胞分泌抗体及激素等物质代谢废物、细胞分泌抗体及激素等物质一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能2、控制物质进出细胞、控制物质进出细胞细胞膜控制物质细胞膜控制物质进出具有普遍性进出具有普遍性细胞有用的成细胞有用的成分不会轻易流分不会轻易流失在细胞外失在细胞外注意：细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。一、细胞膜的功能一、细胞膜的功能3、进行细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流（1）细胞通过分泌的化学物质（如：激素）细胞通过分泌的化学物质（如：激素）间接传递信息间接传递信息发出信号的细胞发出信号的细胞与膜结合的信号分子与膜结合的信号分子靶细胞靶细胞（2）通过细胞膜接触直接传递信息，例如：精子）通过细胞膜接触直接传递信息，例如：精子和卵细胞的识别和结合和卵细胞的识别和结合受体受体3、进行细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流3、进行细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流（3）相邻细胞通过形成的通道传递信息，如：）相邻细胞通过形成的通道传递信息，如：高等植物通过高等植物通过胞间连丝胞间连丝来传递信息来传递信息细胞间的信息交流细胞间的信息交流细胞间的信息交流细胞间的信息交流练一练练一练1、细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，下列有关这、细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，下列有关这些功能的理解些功能的理解不正确不正确的是（的是（）A细胞需要的营养物质可以进入细胞细胞需要的营养物质可以进入细胞B细胞不需要的或对细胞有害的物质不易进入细胞细胞不需要的或对细胞有害的物质不易进入细胞C细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外D由于膜的存在由于膜的存在,某些致病的病毒、细菌等不能进入细胞某些致病的病毒、细菌等不能进入细胞练一练练一练2、下列不属于细胞间信息传递的是（、下列不属于细胞间信息传递的是（）A、激素作用于靶细胞、激素作用于靶细胞 B、精子与卵细胞的识别和结合、精子与卵细胞的识别和结合 C、高等植物细胞之间通过胞间连丝的相互连接、高等植物细胞之间通过胞间连丝的相互连接 D、一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞、一个细胞中的无机盐离子进入相邻的细胞回到回到153153年前年前重温重温 科学家对细胞膜成分的科学家对细胞膜成分的 探索历程探索历程细胞膜的功能由结构所决定一、细胞膜的结构一、细胞膜的结构材料材料1 1：18591859年，欧文顿选用年，欧文顿选用500500多种化学物质对动物细胞膜的多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。细胞膜的组成成分中含有脂质细胞膜的组成成分中含有脂质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质提出假说提出假说：科学家实验过程实验结论利用哺乳动物红细胞制备出纯利用哺乳动物红细胞制备出纯净的细胞膜，对制备出的纯净净的细胞膜，对制备出的纯净细胞膜进行化学分析细胞膜进行化学分析组成细胞膜的脂质有组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇磷脂和胆固醇，磷脂磷脂含量最多。含量最多。戈特和戈特和格伦德尔格伦德尔从人的红细胞中提取出脂质，在从人的红细胞中提取出脂质，在空气空气水界面铺展红细胞膜成水界面铺展红细胞膜成单分子层，测得单层分子的面积单分子层，测得单层分子的面积为红细胞表面积的为红细胞表面积的2 2倍倍细胞中的磷脂分子排细胞中的磷脂分子排列为连续的两层列为连续的两层。丹尼尔丹尼尔和戴维森和戴维森细胞膜的张力低于油细胞膜的张力低于油-水界水界面的表面张力面的表面张力推测细胞膜可能附推测细胞膜可能附有蛋白质。有蛋白质。认识磷脂：CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2N+（CH）33OOO=PO亲水性头部亲水性头部疏水性尾部疏水性尾部 水水空气空气将磷脂分子在空气将磷脂分子在空气水界面水界面上铺展成单分子层时，磷脂上铺展成单分子层时，磷脂分子的头尾将如何排布？分子的头尾将如何排布？双层磷脂分子是如何排布构成双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？生物膜结构的呢？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？推推测测水水水水 D水水 C水水水水水水 E水水水水 A水水 B水水细胞内水环境细胞内水环境 生物膜中的磷脂的排列方式生物膜中的磷脂的排列方式细胞外水环境细胞外水环境1、一分子一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（分子层层数是（）A、6 B、8 C、12 D、16课堂练习课堂练习 B一、细胞膜的结构（成分）一、细胞膜的结构（成分）脂质脂质蛋白质蛋白质（磷脂最丰富，还有少量（磷脂最丰富，还有少量的胆固醇）的胆固醇）（功能越复杂的细胞膜，蛋（功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数目越多）白质的种类和数目越多）糖类糖类1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。资料资料蛋白质的密度大，在电镜下显暗色；蛋白质的密度大，在电镜下显暗色；磷脂分子的密度小，显亮色磷脂分子的密度小，显亮色。蛋白质蛋白质脂质三明治模型罗伯特森认为：罗伯特森认为：所有生物膜都是由所有生物膜都是由蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质组组成的成的静态静态的的“三明治三明治”结构结构正常情况正常情况下的细胞下的细胞高浓度情况下高浓度情况下的细胞的细胞细胞膜的静态结构模型细胞膜的静态结构模型不能解释下列现象：不能解释下列现象：细胞的生长，变形虫的变形运动，吞噬细胞细胞的生长，变形虫的变形运动，吞噬细胞吞噬细菌，细胞的融合，植物细胞质壁分离吞噬细菌，细胞的融合，植物细胞质壁分离及复原等。及复原等。哪种模型能够解释以上的现象？哪种模型能够解释以上的现象？细胞膜具有细胞膜具有流动性流动性鼠细胞鼠细胞人细胞人细胞荧光标记荧光标记 膜蛋白膜蛋白 诱导诱导 融合融合 40分钟后分钟后 370C资料资料 时间：时间：19701970年年 实验实验：荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋白质后，将两种细胞融合白质后，将两种细胞融合杂交细胞杂交细胞 时间：时间：2020世纪世纪6060年代年代 实验：科学家用冰冻蚀刻电子显微技术揭示实验：科学家用冰冻蚀刻电子显微技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒所处位置状态。了细胞膜结构中的蛋白颗粒所处位置状态。资料资料结论：结论：蛋白质蛋白质镶在、嵌入、贯穿镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子在磷脂双分子层中。层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的时间时间：人物人物：19721972年年桑格桑格和和尼克森尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容1 1、基本支架为（、基本支架为（），），2 2 2 2、蛋白质（、蛋白质（、蛋白质（、蛋白质（）3 3结构特点结构特点 。磷脂双分子层磷脂双分子层 有的有的有的有的镶在镶在镶在镶在磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层表面表面表面表面，有的部分或，有的部分或，有的部分或，有的部分或全部全部全部全部嵌入嵌入嵌入嵌入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的贯穿贯穿贯穿贯穿整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。具有一定的流动性具有一定的流动性位置：位置：细胞膜外侧细胞膜外侧功能：功能：a、保护和润滑、保护和润滑 b、细胞识别，细、细胞识别，细胞间的信息传递胞间的信息传递糖糖被被根据细胞膜的结构特点，你能组装出它根据细胞膜的结构特点，你能组装出它的结构模型吗？的结构模型吗？糖蛋白糖蛋白 磷脂双分子层磷脂双分子层（膜的基本支架膜的基本支架）1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂练习课堂练习 C2、细胞膜上与细胞识别、信息传递有着密切细胞膜上与细胞识别、信息传递有着密切关系的化学物质（关系的化学物质（）A A 糖蛋白糖蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核酸核酸课堂练习课堂练习 A3 3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A A 保护作用保护作用 B B 一定的流动性一定的流动性 C C 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性课堂练习课堂练习 B如图是桑格和尼克森在如图是桑格和尼克森在1972年提出的关于生物膜分子结构，请年提出的关于生物膜分子结构，请回答：回答：（1）该生物膜分子结构模型为）该生物膜分子结构模型为_（2）构成膜的主要成分）构成膜的主要成分_ 其中构成膜支架的是（先填序号）其中构成膜支架的是（先填序号）_（3）人体器官移植时，植入的器官常常被排异，引起这种反应）人体器官移植时，植入的器官常常被排异，引起这种反应与图中与图中_具有识别功能有关。具有识别功能有关。（4）动物细胞吸水膨胀后，）动物细胞吸水膨胀后，b的厚度将变小，这说明细胞膜具的厚度将变小，这说明细胞膜具有有_流动镶嵌模型流动镶嵌模型磷脂和蛋白质磷脂和蛋白质 b磷脂双分子层磷脂双分子层a糖蛋白糖蛋白 流动性流动性