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(共39张PPT)
国家的边界：边防线等
人体的边界：皮肤和黏膜
细胞的边界——细胞膜（质膜）
植物细胞
动物细胞
第1节 细胞膜的结构和功能
细胞膜成分的探索
细胞膜结构的探索
考点一
细胞膜的功能
目
录
CONTENTS
考点二
考点三
1
将细胞和外界环境分开
【思考】细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中起什么作用？
无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体
意义：保障细胞内部环境的相对稳定
资料1：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，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。
资料2：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
【思考】为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
死 细 胞
活 细 胞
2
控制物质进出细胞
需要的
营养物质
抗体、激素等分泌物
代谢废物
不需要的物质、
病毒、病菌及有害物
可以进
不容易进
可以出
不易出
有用的
成分
①细胞膜有________性，
控制作用是_____的
相对
活细胞的细胞膜具有选择透过性，
染料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。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，死细胞能
被染成蓝色。
选择透过
为什么活细胞不能被台盼蓝染色，
而死细胞能被染色？
②验证细胞膜具有控制物质进出的功能
用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红
利用有颜色的植物组织，将其放入无色
溶液中，然后再用高温、强酸或强碱等
处理，观察处理前后溶液颜色是否变化
激素
血 液
靶细胞
内分泌细胞
受体：蛋白质
3
进行细胞间的信息交流
（1）间接交流：通过细胞分泌的化学物质（如激素）传递信息
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。
靶细胞
发出信号的细胞
与膜结合的信号分子
膜上接受信号分子的受体
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。
演示
（2）直接交流：通过细胞膜直接接触传递信息
强调：只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。
3
进行细胞间的信息交流
思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？
3
进行细胞间的信息交流
胞间连丝
（3）植物细胞通过 传递信息。
通道（胞间连丝）
笔记：通道交流不需要细胞膜上的受体
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流
间接交流
直接交流
通道交流
膜功能小结：
1.细胞之间通过信息交流,保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是 ( )
A. B细胞与乙细胞上受体化学本质是糖蛋白
B. 图2可以表示精子与卵细胞的识别
C. 细胞膜上的受体是细胞间信息交流必不可少的结构
D. 图2中的1为信号分子
√
1.（2017·全国卷Ⅰ，1） 细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细 胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于（　　）
A.血液运输，突触传递 B.淋巴运输，突触传递
C.淋巴运输，胞间连丝传递 D.血液运输，细胞间直接接触
2. (2017·全国卷Ⅰ，2改编)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是
A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C. 利用花生切片进行脂肪鉴定时，可以在显微镜下观察到橘黄色颗粒
D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色
√
√
阅读教材42页“对细胞膜成分的探索”
思考讨论中的问题
【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？
结构→功能
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
膜是由脂质组成的
相似相溶原理
【资料1】1895年欧文顿：多种物质对膜的通透性实验
【思考】欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？
1
细胞膜成分的探索
溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
【资料2】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析
【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？
①无细胞壁，细胞容易吸水涨破；
②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。
得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。
亲水的头
疏水的尾
磷脂分子的结构（P42）
水
空气
【思考】磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？
笔记：磷脂的元素组成C H O N P，头部亲水，尾部疏水。
【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
【问题1】该实验得出了怎样的推论？
水
水
【问题2】细胞膜上的磷脂分子是怎样排列的？
水
水
1层细胞膜含2层磷脂分子
教材深挖：将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来，铺成单分子层，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？
大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核
讨论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？
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。
【资料4】1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。
【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？
推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。
细胞膜
_____（约50% ）
_______（约40% ）：
糖类（2%～10%）
_____（主要 ）
胆固醇 (动物细胞膜具有)
与细胞膜功能密切相关
脂质
磷脂
蛋白质
C、H、O、N、P
2
细胞膜的成分
【资料5】神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。
细胞膜的功能主要由 决定，功能越复杂的细胞膜， 的
和 越多。
【思考】由上述材料可知，细胞膜的功能主要由哪一类物质决定？
蛋白质
蛋白质
种类
数量
细胞膜成分的探索
细胞膜结构的探索
考点一
细胞膜的功能
目
录
CONTENTS
考点二
考点三
1
细胞膜结构的探索
(1)1959年，罗伯特森
①方法：在电子显微镜下观察细胞膜。
②现象：细胞膜呈现清晰的______________的三层结构。
③结论：所有的细胞膜都由______________________三层结构构成，是一种______的统一结构。
暗—亮—暗
蛋白质—脂质—蛋白质
静态
分析：“三明治模型”的静态结构模型不能解释哪些功能？
不能解释细胞的生长、变形虫变形、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等。
两层暗
一层亮
(2)1970年，人鼠细胞融合实验
①方法：________法(如图)。
②现象：
a．开始：一半发________，另一半发________。
b．在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光________。
c．结论：细胞膜具有______。
(3)1972年，辛格和尼科尔森
①方法：新的观察和实验证据。
②结果：提出为大多数人所接受的____________。
荧光标记
绿光荧光
红色荧光
均匀分布
流动性
流动镶嵌模型
1
细胞膜结构的探索
【提出假说】细胞膜结构的探索过程，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信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再进一步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！
【科学方法】
【自主学习】
朗读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答下列问题：
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.细胞膜具有流动性的原因是什么？
4.什么叫糖蛋白？有什么功能？
①A为_____________，是膜的基本支架；
②B为____________，镶嵌在磷脂双分子层中：有的___在表面，有的部分或全部______，有的______磷脂双分子层；
③细胞膜具有______性：磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动；
④糖类和蛋白质结合形成C( )，与脂质结合成D( )，这些糖类叫作_______，和细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。
磷脂双分子层
蛋白质分子
镶
嵌入
贯穿
流动
糖蛋白
糖脂
糖被
嵌
贯穿
镶
冰冻蚀刻电子显微法
A
B
C
D
2
流动镶嵌模型的主要内容
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，因此细胞壁不是细胞的生命系统的边界。
细菌细胞壁
植物细胞壁
真菌细胞壁
☆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：细胞壁的成分与功能
纤维素和果胶
肽聚糖
几丁质
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】
1.对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程，下列结论或假说对应错误的是
A.根据脂溶性物质更易通过细胞膜推测细胞膜是由脂质组成的
B.根据提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层的面积是该红
细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层
C.根据电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，罗伯特森认为所有
的细胞膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成
D.小鼠细胞—人细胞融合实验可证明细胞膜具有流动性
√
2.如图为细胞膜的流动镶嵌模型。下列各项中，不是细胞膜中磷脂分子形成双层结构原因的是
A.磷脂分子有亲水的头部
B.磷脂分子有疏水的尾部
C.细胞膜内外环境都是水环境
D.使细胞膜结构更加坚固
√
3.科学家通过实验发现：将分散的小鼠组织细胞和人组织细胞进行混合培养，同种细胞之间会出现“识别”现象，最终导致小鼠组织细胞黏连在一起，人组织细胞黏连在一起，对此现象合理的解释是
A.两种细胞膜所含的主要成分不一样
B.两种细胞膜的结构不一样
C.两种细胞膜上糖蛋白的种类不一样
D.两种细胞所需要的营养物质不一样
√
4.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用价值,其包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,使细胞膜上呈现一定强度的绿色→激光照射膜上某绿色荧光区,使该区域内标记的荧光分子不可逆的淬灭(漂白)→检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲所示,结果如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A.淬灭部位荧光再现速率会受温度的影响
B.若不用激光照射淬灭,而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光材料标记,则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布
C.被激光照射淬灭部位的细胞膜失去了流动性
D.F2后若再进行一次激光照射淬灭,一段时间后检测的淬灭部位的荧光强度会更低
C
5.如图是细胞膜亚显微结构模式图，请据图回答：
(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_____。
蛋白质
氨基酸
D
磷脂双分子层
糖被
(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___________________________________________________。
流动
组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
(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什么结构？____(填写标号)。
B
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，细胞膜上会留下个空洞。( )
×
×
×
课后习题
2.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( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.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
C.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
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，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
把细胞膜与窗纱进 类比,合 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 也有 妥之处。 如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜有生物活性，控制物质进出是一个主动的过程, 窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。
二、拓展应用
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
由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分 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 中结晶的药物可稳定地包裹其中。
二、拓展应用
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。
(2)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
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 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。

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