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第二节 细胞——生命活动的基本单位
第二章 细胞的结构和生命活动
第一课时 细胞质膜将细胞与外界环境分开
细胞的显微结构与亚显微结构
光学显微镜：显微结构
电子显微镜：亚显微结构
血涂片
光学显微镜下的细胞
洋葱表皮细胞
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界,即:包被在细胞最外层的膜结构-----细胞质膜
概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流
1.结合教材，了解科学家对细胞质膜成分和结构的探索历程。（科学探究）
2.通过模型识记细胞质膜的结构、磷脂双分子层和蛋白质分子的分布特点。（科学思维）
3.通过实例理解细胞质膜的结构特点（生命观念）
4.结合实例记忆并理解细胞质膜的功能。（生命观念）
第1课时　细胞质膜将细胞与外界环境分开
（一）细胞质膜的成分和结构
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞质膜
欧文顿的实验
结论
相似相溶原理
资料一
1895年
细胞质膜是由脂质构成的
结论
无细胞壁，细胞容易吸水涨破。
1925年，戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜，结果脂质在水面上铺成单分子层，其面积大约是红细胞表面积的两倍。
资料二
（一）细胞质膜的成分和结构
细胞质膜上的脂质呈双分子层排布
无细胞核和其它众多的细胞器，可以避免细胞质膜与其它膜结构混在一起。易制得纯净的细胞质膜；
选材原因： 哺乳动物成熟的红细胞
拓展延伸：实验 体验制备细胞膜的方法
一、材料的选择
高等动物细胞
高等植物细胞
哺乳动物成熟的红细胞
细菌细胞
√
资料：
哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，
核逐渐退化，其它有膜结构的也消失并从细
胞中排出，为携带氧的血红蛋白腾出空间，
人的红细胞只能存活１２０天左右。
选择哺乳动物成熟红细胞的原因：
①无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞质膜
②无细胞壁，细胞容易吸水涨破
把红细胞放入清水中，由于细胞内外浓度差的关系，水会不断进入细胞，细胞吸水开始膨胀，最后将细胞膜撑破，使里面的物质流出来。
二、实验原理
观察：
凹陷
3、方法步骤
制片：
滴水：
现象：
哺乳动物新鲜的红细胞稀释液
选材：
观察红细胞的正常形态
（低倍镜 高倍镜）
边观察边加蒸馏水（引流法）
胀大
涨破
（注意：不要用吸水纸吸出红细胞，同时要边操作边观察）
红细胞稀释液
载玻片
1925年，科学家发细胞质膜的表面张力比“油--水”界面的张力低得多， 已知油脂滴表面吸附有蛋白质则表面张力降低。
细胞质膜中应含有蛋白质成分。
结论
资料三
（一）细胞质膜的成分和结构
脂质（约50%）
蛋白质（约40%）
磷脂最丰富
主要由脂质和蛋白质组成
1.细胞质膜的成分
功能越复杂的细胞，细胞质膜上蛋白质的种类和数量往往越多。
（一）细胞质膜的成分和结构
与生活的联系：
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。
糖类（约2%-10%）
疏水尾部
亲水头部
(脂肪酸)
(磷酸)
磷脂分子的结构
（一）细胞质膜的成分和结构
根据磷脂分子的结构特点，尝试画出磷脂分子在空气——水面上的排布方式：
磷脂分子头部向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。
（一）细胞质膜的成分和结构
细胞质膜的两侧都有水环境存在。在这样的环境中，细胞质膜中的磷脂分子可能怎么排布？
水
水
磷脂连续两层排列
水
水
（一）细胞质膜的成分和结构
磷脂双分子层构成细胞质膜的基本支架
1959年，罗伯特森通过电子显微镜观察，发现细胞质膜显示“暗一明一暗”三条带。他确认细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”。
暗带厚约2nm
明带厚约3.5nm
蛋白质
脂质双分子层
蛋白质--脂质--蛋白质
（静态）
资料四
（一）细胞质膜的成分和结构
蛋白质
蛋白质分子或镶在磷脂双分子层的内外两侧，或嵌入于其中，或贯穿整个磷脂双分子层。
糖类与蛋白质结合成糖蛋白，分布在细胞膜的外表面（糖被），与细胞的信息交流密切相关
变形虫伪足运动与摄食
白细胞追逐并吞噬细菌
用“三明治”静态模型假说能不能解释下述现象？说明了什么问题？
资料四
细胞分裂
（一）细胞质膜的成分和结构
无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
绿色荧光素
标记的抗原
红色荧光素
标记的抗体
细胞融合
人细胞
鼠细胞
细胞融合初期
37℃、40min
细胞融合后期
1970年，人鼠细胞的融合实验
结论
细胞膜的结构特点：细胞质膜具有一定的流动性。
资料五
（一）细胞质膜的成分和结构
(原因：细胞质膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的)
磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架
蛋白质分子
镶在磷脂双分子层两侧
嵌入磷脂双分子层中
贯穿磷脂双分子层
思考：细胞内外可由细胞膜何种结构来判断？
【提示】　糖蛋白。
小结
2、细胞膜的结构
糖类：
在膜外侧与蛋白质结合形成糖蛋白（糖被）
研究历程
1895年
欧文顿
戈特、格伦德尔
细胞质膜中含有蛋白质成分
细胞质膜具有一定的流动性
细胞质膜流动镶嵌模型
1925年
细胞质膜由脂质构成.
脂质呈双分子层排布
1925年
1970年
1972年
罗伯特森
1959年
细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”
辛格和尼科尔森
（一）细胞质膜的成分和结构
在细胞质膜的表面，糖链（又称糖被）与蛋白质或脂质分子相结合形成糖蛋白或糖脂。这些糖链绝大多数位于细胞质膜的外侧。
流动镶嵌模型
磷脂双分子层构成细胞质膜的基本支架。
细胞质膜上的蛋白质分子，有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。
蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性。
2
1
3
4
2.细胞质膜的结构
（一）细胞质膜的成分和结构
（结构特点：具有一定的流动性。）
C
A
B
D
细胞质膜结构模式图
糖蛋白
磷脂分子
蛋白质
糖脂
磷脂双分子层
（基本支架）
外侧
内侧
(3种方式)
镶在表面
嵌入
贯穿
（识别功能）
（一）细胞质膜的成分和结构
画出细胞质膜的流动镶嵌模型示意图，标出结构名称。
磷脂双分子层
蛋白质
糖蛋白
外侧
（一）细胞质膜的成分和结构
糖脂
将细胞与外界环境分隔开，维持着细胞内部环境相对稳定。（保护）
1
原始地球环境
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
（二）细胞质膜的功能
（二）细胞质膜的功能
控制着细胞与周围环境的物质交换（控制物质进出细胞）。
2
（控制作用是相对的。）
细胞
营养物质
废物
激素、抗体等分泌物
有害物质、病菌、病毒
功能特点：
选择透过性
细胞质膜
通常靠糖蛋白、糖脂进行细胞之间的信息交流。
3
（二）细胞质膜的功能
细胞质膜上的受体大多是糖蛋白，它们能识别信号分子(能与受体结合并传递信息的分子)并与之结合，实现细胞识别和信息传递的功能。
作用机理
通常靠糖蛋白、糖脂进行细胞之间的信息交流。
2
方式1
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
受体
糖蛋白（通常）
相邻细胞间：
细胞质膜直接接触
精卵之间的识别和结合
特异性
（二）细胞质膜的功能
方式2
较远细胞间：
借助体液间接传递信息
受体
（信号分子）
（二）细胞质膜的功能
内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素）随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞质膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
靶细胞是指能识别某种特定激素并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞。
（3）作用方式
①通过细胞分泌化学物质间接传递信息。
内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素）随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞质膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
靶细胞是指能识别某种特定激素并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞。你能举出若干种靶细胞吗？
方式3
相邻细胞间：
形成通道
相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。
胞间连丝
二、细胞质膜的功能
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的!!!
相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。
③相邻两细胞之间形成通道，来传递信息
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的
生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞质膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？
？？
提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及有害废物的排出，防止病菌、病毒的侵入等方面。
植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发。雌蕊和花粉是通过什么相识别的？这体现了该结构的什么功能？
？？
提示：通过细胞质膜相识别。体现了细胞质膜进行细胞间信息交流的功能。
是谁，隔开了原始海洋的动荡
是谁，奏鸣了生命的交响
是谁，为我日夜守边防
是谁，为我传信报安康。
啊，伟大的细胞质膜呀！
没有你，我会是何等模样！
把细胞与外界环境隔开。
—— 控制物质进出细胞。
—— 进行细胞间信息交流。
总结
（二）细胞质膜的功能
（三）细胞壁的成分和功能
维持细胞形态（支持）、
保护细胞内部结构（保护）
细胞壁
纤维素、果胶
成分：
功能：
植物细胞
特点：
全透性
思考：只有植物细胞存在细胞壁吗？
2．细菌细胞壁
(1)主要成分：______、磷壁酸、脂质和蛋白质。
(2)细菌对青霉素的敏感性：
①肽聚糖为____的细菌，对机械力抗性__，对青霉素____。
②肽聚糖为____的细菌，对机械力抗性__，对青霉素______。
肽聚糖
多层
强
敏感
单层
弱
不敏感
3．真菌细胞壁
(1)主要成分：____，还有少量的______和____。
(2)低等真菌的细胞壁成分以______为主，酵母菌以______为主，高等陆生真菌以______为主。
多糖
蛋白质
脂质
纤维素
葡聚糖
几丁质
细胞质膜
组成成分
结构
（流动镶嵌模型）
脂 质：以磷脂为主
蛋白质：决定了细胞质膜的功能
糖 类：形成糖蛋白和糖脂
主要内容
结构特点
基本支架：磷脂双分子层
蛋白质：镶、嵌或贯穿在磷脂分子层中
糖类：形成糖蛋白或糖脂
具有一定的流动性
细胞壁
功能
组成成分
课堂小结
功能
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
功能特点：选择透过性
特点
细胞质膜将细胞与外界环境隔开
成分和结构
功能
控制物质进出细胞
细胞间的信息交流
隔开外界环境
细胞壁的成分和功能
成分
脂质、蛋白质、糖类
研究历程
结构
流动镶嵌模型
（结构特点：具有一定的流动性）
（功能特点：选择透过性）
课堂小结
随堂练习
C
1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞质膜，这是因为( )
A.细胞质膜具有一定流动性
B.细胞质膜是选择透过性
C.细胞质膜的结构是以磷脂分子层为基本支架
D.细胞质膜上镶嵌有各种蛋白质分子
随堂练习
C
2.下图所示为细胞质膜的结构模式图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．①表示细胞质膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白，具有识别作用
B．②和③大都是运动的
C．③构成细胞质膜的基本支架，与物质进出无关
D．细胞质膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
随堂练习
C
3.下列关于细胞质膜结构的流动镶嵌模型的论述中 ， 错误的是 ( 　　 )
A ． 磷脂排列成双分子层
B ． 蛋白质分子覆盖或镶嵌在磷脂双分子层中
C ． 膜物质是固定不动的
D ． 膜物质的运动使其具有流动性
随堂练习
B
4.下列能够反映细胞质膜的结构特点的实例是 ( 　　 )
① 白细胞吞噬病菌 　 ② 不能吸收蛋白质 　
③ 变形虫的变形运动 　 ④ 水分子能自由进出细胞 　 ⑤ 细胞融合
A ． ①②③ B ． ①③⑤
C ． ①④⑤ D ． ③④⑤
随堂练习
D
5.下列有关细胞质膜功能的叙述，正确的是(　　)
A．细胞质膜中磷脂含量越高，功能越复杂
B．细胞质膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞，细胞内的物质不能流失到细胞外面，细胞外的物质也不能进入
C．相邻细胞的信息交流全靠细胞间接触
D．细胞间的信息交流与细胞质膜的结构有关

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