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(共29张PPT)
第二单元 细胞的基本结构和物质的运输
第1课时 细胞膜的结构和功能
考点3：流动镶嵌模型的基本内容
考点1：细胞膜的功能
考点2：细胞膜成分和结构的探索
1、细胞膜：
也称质膜，是细胞的边界
细胞的边界
细胞壁
细胞膜
特性：全透性
主要成分：纤维素和果胶
合成场所：主要高尔基体
去除方法：酶解法
功能：支持和保护
植物细胞
考点一 细胞膜的功能
思考：植物细胞的边界是细胞壁吗？
考点一 细胞膜的功能
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
③进行细胞间
的信息交流
方式
被动运输
主动运输
胞吞胞吐
通道交流
化学物质传递
接触传递
细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞膜上的特异性受体结合，将信息传递给靶细胞。
携带信息的物质通过
通道进入另一个细胞，
例：高等植物细胞的
胞间连丝。
相邻细胞的细胞膜接
触，信息从一个细胞
传递到另一个细胞。
化学物质传递
接触传递
通道传递
★例：激素、神经递质
★例：精卵结合，靶细胞与细胞毒性T细胞接触
信号分子
③进行细胞间的信息交流
1．多细胞生物的各细胞之间必须进行物质、能量的交换、信息交流，才能使生物体健康地生存。如图表示细胞间信息交流的三种基本方式，下列叙述正确的是（ ）
C
突破训练
A．图甲的A所表示的激素可以是胰岛素、性激素等蛋白质类激素B．图乙不能表示精子和卵细胞之间的识别和结合C．图甲的B细胞、图乙的D细胞均为靶细胞，其表面上的受体C与信号分子结合，才能将信息传给靶细胞D．图丙中植物细胞之间依靠胞间连丝进行信息交流，也需要受体蛋白，但不能交换物质
2．下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是（ ）A．由于细胞膜能控制物质进出细胞，因而能保证生物体的健康B．科研上鉴别死细胞和活细胞常用台盼蓝染色法，死细胞会被染成蓝色C．将玉米花粉细胞内部与外界环境隔开的结构是细胞膜D．精子和卵细胞，胰岛细胞和肝脏细胞之间进行信息交流的方式是不相同的
A
突破训练
四种常考的膜蛋白及其功能
(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白：糖蛋白。
(2)膜转运蛋白：膜上用于协助扩散的通道蛋白和用于主动运输的载体蛋白。
(3)具有催化作用的酶：如好氧细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在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(如精子和卵细胞间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
小结
典例．(2021·福建龙岩六校高三期中)ATP酶复合体存在于生物膜上，其主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧，并催化ATP的形成。右图表示ATP酶复合体的结构和主要功能，下列分析正确的是(　　)
A．线粒体中含有的ATP酶复合体只分布在内膜上
B．叶绿体中含有的ATP酶复合体参与光反应和暗反应
C．ATP酶复合体的功能只有催化ATP形成的作用
D．图中H＋从B侧运输到A侧的跨膜运输需要细胞代谢提供能量
A
跟踪训练
1、对细胞膜成分的探索
①1895年·欧文顿
→脂溶性物质更易透过细胞膜
2、确定脂质成分的类型实验
↓
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
●
●
不溶于脂质的物质
细胞膜
溶于脂质的物质
→细胞膜是由脂质组成的
动物细胞膜
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
几种生物膜所含脂质的种类及质量百分比%
细胞类型 磷脂 固醇
哺乳动物红细胞 76.8 23.2
玉米叶肉细胞 78.7 21.3
大肠杆菌 100 0
1、对细胞膜成分的探索
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
②对膜的从成分分析实验
CH
CH2
CH2
O
C=O
CH-CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C=O
CH2
O
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
=
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ˉ
N
+
（CH ）
3
3
O
O
O=P
ˉ
O
甘油
脂肪酸
尾部
头部
(亲水)
(疏水)
磷酸
磷脂分子
磷脂分子的结构及特点
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
资料卡：
1917年，美国科学家朗姆瓦将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发后，磷脂分子在空气水界面上铺展成单层。
空气
水
活动一：探究磷脂分子在空气——水界面的排布
根据磷脂分子亲水头部和疏水尾部的特点，合作讨论，在白纸上用马克笔画出磷脂分子在空气—水界面上分布模型，限时1min，并展示交流。
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
（二）对生物膜结构的探索
水
空气
水
活动二：探究磷脂分子完全浸在水中的排布情况
若用玻璃棒搅拌，使磷脂分子全部浸没在水中，请你预测此时磷脂分子会如何进行排布,在白纸上画出来，限时1min，并展示交流。
在细胞膜的两侧都有水的存在，那么磷脂分子在细胞膜中的排布情况，最有可能是哪种呢？
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
结论：细胞膜中脂质分子排列为连续的两层
磷脂分子的排布情况
水溶液
水溶液
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
③1925年 戈特，格伦德尔
实验：用丙酮从人的红细胞中抽提出脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。
典例：把一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，在空气和水界面上将它们铺成单分子层(假定单分子间距离适当且相等)，推测在下列生物中空气和水界面上磷脂分子层的表面积与原细胞的表面积之比最大和最小的细胞分别是（ ）①噬菌体 ②鸡的红细胞 ③胰腺腺泡细胞
④硝化细菌 ⑤青霉菌细胞
A．①② B．③④ C．②③ D．④⑤
跟踪训练
B
2、对细胞膜成分的探索
④1935年 丹尼利和戴维森
实验：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
（人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低）
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
推测：
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
成分 比例 在细胞膜中的作用
脂质 约50% 其中 是细胞膜的基本支架；
是动物细胞膜的重要成分
蛋白质 约40% 功能越复杂的细胞膜蛋白质的 越多
糖类 2%~10% 被称做糖被，与细胞表面的 、细胞间的 等功能密切相关。与细胞膜上的蛋白质或脂质结合形成 。
细胞膜的成分及其在细胞膜中的作用
磷脂双分子层
胆固醇
种类和数量
糖蛋白或糖脂
思考：细胞膜的成分是一成不变的吗？
信息交流
识别
磷脂和蛋白质是怎样形成细胞膜的？
1.磷脂分子怎么进行排布？
2.蛋白质分布在膜上的什么位置？
思 考
磷脂双分子层
？
3、对细胞膜结构的探索
①1959年·罗伯特森
→电镜下细胞膜呈暗-亮-暗三层结构
↓
提出假说：生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构。
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
“三明治”模型无法解释的现象
质疑一：细胞膜是静止的吗？
白细胞吞噬病菌的过程
变形虫的运动
3、对细胞膜结构的探索
②1970年
科学家用荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞进行融合实验
证据表明：细胞膜具有流动性
融合细胞
细胞
融合
37℃
40min
正在融合的细胞
红色荧光染料标记膜蛋白
绿色荧光染料标记膜蛋白
人细胞
小鼠细胞
荧光标记法
考点二 对细胞膜成分、结构的探索
融合方法？
思考：此实验中，若降低温度，细胞完全融合的时间会延长，为什么？
质疑二：蛋白质分子是均匀覆盖在脂质外面吗？
资料卡：
1972年，辛格和尼科尔森根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，蛋白质分子不仅在膜的两侧，中间也有。
↓
提出了流动镶嵌模型
糖蛋白
蛋白质分子
磷脂双分子层
外侧（有糖蛋白）
内侧（无糖蛋白）
考点三 流动镶嵌模型的基本内容
1.膜的基本支架：
2.蛋白质分子：
磷脂双分子层
一定的流动性
3.结构特点：
大多数可以运动
（流动性）
镶
嵌
贯穿
4.功能特点：
选择透过性
影响因素？
选择透过性膜 = 半透膜
？
蛋白质、磷脂分子的运动
糖蛋白
膜蛋白多样性
变形虫运动
细胞融合
胞吞胞吐
神经递质释放
质壁分离与复原
信息交流
归纳提升
信号分子受体、细胞识别等
物质运输、免疫识别、能量转换等
膜功能多样性
膜具有流动性
决定
实例
决定
决定
实例
实例
1．细胞膜在细胞的生命活动中起着重要作用，如图为细胞膜的亚显微结构模式图。下列叙述错误的是（ ）
A.细胞膜是大肠杆菌、洋葱细胞和兔红细胞的细胞边界B.结构①位于细胞内侧，与细胞间的信息交流有关C.在功能复杂的细胞中，结构②的种类和数量较多D.结构③可以侧向自由移动，是细胞膜流动性的基础之一
跟踪训练
B
跟踪训练
2．下列关于探索细胞膜成分与结构的叙述，不正确的是（ ）A．欧文顿通过对膜成分的提取与检测，提出“细胞膜由脂质组成”假说B．细胞表面的张力明显低于油一水界面，说明细胞膜含有脂质以外的成分C．罗伯特森提出细胞膜是静态的统一结构，难以解释细胞的生长等现象D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验结果表明细胞膜具有流动性
A
（步步高P26）脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。
拓展 科学思维
(1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？
水溶性药物——包裹在磷脂双分子层内部（甲）
(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？
脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。
脂溶性药物——包裹在两层磷脂分子之间（乙）
（原理：抗原抗体特异性结合）
（步步高P26）脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部，可使膜的通透性降低，对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。
拓展 科学思维
(3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？
提示　脂质体与细胞膜结构相似，到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞。利用了膜的流动性。
A．脂质体上的抗体有利于将药物运输到相应的靶细胞
B．脂质体中运输的药物A、B通过自由扩散进入靶细胞
C．脂质体中运输的药物C属于脂溶性药物
D．脂质体还可用于将目的基因导入受体细胞
（2020·广东江门·统考一模）如图是由磷脂分子构成的脂质体，它可作为药物的运载体。下列相关说法错误的是（ ）
跟踪训练

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