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(共44张PPT)
细胞壁
细胞膜
第1节 细胞膜的结构和功能
细胞质
细胞质基质
细胞器
第2节 细胞器之间的分工作
细胞核
第3节
细胞核的结构和功能
植物细胞亚显微结构模式图
第三章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
(第一课时)
目标
01
02
03
通过对细胞膜流动镶嵌模型的学习，培养模型与建模的科学思维方式。
（科学思维）
通过学习细胞膜成分和结构的探索历程，培养科学探究能力。
（社会责任）
通过对细胞膜的功能、组成和结构的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。（生命观念）
学习目标
结婚仿佛金漆的鸟笼，笼子外面的鸟想住进去，笼内的鸟想飞出来；所以结而离，离而结，没有了局。又像被围困的城堡，在城里的人想逃出来，城外的人想冲进去。
——钱钟书《围城》
城的边界——城墙
情景材料一
问题1: 《围城》一书中城里的人想逃出来，城外的人想冲进去，那么该城的边界是什么呢？
结婚仿佛金漆的鸟笼，笼子外面的鸟想住进去，笼内的鸟想飞出来；所以结而离，离而结，没有了局。又像被围困的城堡，在城里的人想逃出来，城外的人想冲进去。
——钱钟书《围城》
情景材料一
问题2: 像围城里的城一样，一个系统总有它的边界，那你知道一个国家、人体皮肤、细胞等系统的边界吗？
问题3: 细胞作为基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜，它在细胞的生命活动中起什么作用呢？
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。
情景视频
台盼蓝染色视频（视频）
活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。
问题4: 为什么活细胞不能被染色而死细胞能被染色？
问题5: 据此推断细胞膜作为系统的边界应该具有什么样的功能？
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界分隔开：
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
原始海洋
原始生命
细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
一、细胞膜的功能
2.控制物质进出细胞：
营养物质
代谢废物
不需要或对细胞有害的物质
细胞内合成后，分泌到细胞外的物质
核酸等重要成分
细胞膜的功能特性：选择透过性
一、细胞膜的功能
2.控制物质进出细胞：
进出境监管
海关
需要的物质可进入细胞，不需要的物质不能通过细胞
相对性
伪装的“毒品”
伪装的病毒
一、细胞膜的功能
3.进行细胞间的信息交流：
(1)化学物质传递信息
受体
血管
（内分泌）细胞分泌的信号分子（如激素），随体液到达全身各处，与靶细胞的（细胞膜表面或细胞内）受体结合，将信息传递给靶细胞。
受体
本质
1
作用
2
特点
3
糖蛋白(蛋白质)
接受激素等化学物质的信号
专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质）
问题6: 激素受体都位于细胞膜上吗？
蛋白质类激素（生长激素，胰岛素，肾上腺素，抗利尿激素，多种促激素释放激素，促激素等）不容易穿过细胞膜，其受体在靶细胞的细胞膜上，受体负责把细胞外信号转化为细胞内信号，从而改变细胞的代谢情况
甲状腺激素和固醇类激素（性激素）很容易穿过细胞膜，其信号受体在细胞质或细胞核中。激素和受体结合后，连接到DNA上，调控基因的转录，控制相关蛋白质的合成（例如某些酶）
拓展延伸：受体的位置
一、细胞膜的功能
3.进行细胞间的信息交流：
(1)细胞膜直接接触传递信息
发出信号的细胞
靶细胞
与膜集合的信号分子
精子和卵细胞之间的识别和结合（视频）
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，精子和卵细胞的识别。细胞发出的信号分子与靶细胞细胞膜外表面的受体结合。
一、细胞膜的功能
3.进行细胞间的信息交流：
(1)细胞膜直接接触传递信息
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，高等植物之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流。
胞间连丝相互连接传递信息（视频）
　实战训练　
1.通过以上学习，请说出下列各实例分别体现了细胞膜的哪项功能：
(1)新鲜的苋菜叶泡进凉水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁；
(2)莲“出淤泥而不染”；
(3)没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开 说明了其有什么功能？
(4)鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉
手碰到火，为什么手臂的肌肉会收缩？
控制物质进出细胞
控制物质进出细胞
将细胞与外界环境分隔开
进行细胞间的信息交流
细胞膜的功能小结
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
与外界环境分隔开
控制物质进出
进行细胞间信息交流
除了以上提到的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。
（1）物质传递
（2）接触传递
（3）通道传递
　实战训练　
2.超滤净水器既能彻底滤除掉水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，又能保留水中原有的微量元素和矿物质，补充我们日常所需。这是试图模拟细胞膜的（ ）
A.将细胞与外界环境分隔开的功能
B.控制物质进出细胞的功能
C.细胞膜的保护功能
D.进行细胞间信息交流的功能
问题7: 细胞膜的功能是由什么决定的呢？
1895年欧文顿做了什么实验？实验现象是什么？
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P41-42，小组合作完成在对细胞膜成分的探索历程中有哪些科学家的参与，他们作出了哪些贡献。
欧文顿提出了什么假说？谁用什么方法证明了他的假说？
1925年科学家们做了什么实验？得出了什么结论？
1935年谁做了什么实验？得出了什么结论？
二、对细胞膜成分的探索
二、对细胞膜成分的探索
那就让我们穿过时空隧道，跟随科学家的脚步来探索细胞膜成分。
二、对细胞膜成分的探索
1.欧文顿（E.Overton）实验：
我是欧文顿，经过上万次
实验我发现……
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
相似相溶原理
问题8: 你从欧文顿的实验现象能得到的结论是什么？
细胞膜是由脂质组成的。
二、对细胞膜成分的探索
2.对细胞膜进行成分分析：
【资料】科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，并利用哺乳动物成熟红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜。
细胞膜化学分析表明：脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
问题9: 为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？
哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器。
二、对细胞膜成分的探索
3.磷脂的结构：
问题9: 请根据磷脂分子的特点猜测其在空气与水界面上分布的模型。
二、对细胞膜成分的探索
3.磷脂的结构：
问题9: 请根据磷脂分子的特点猜测其在空气与水界面上分布的模型。
磷脂分子在空气与水界面上分布的模型
问题10: 同学们尝试着大胆的推测和想象一下如果在细胞膜的两侧都有水的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
二、对细胞膜成分的探索
3.磷脂的结构：
问题10: 同学们尝试着大胆的推测和想象一下如果在细胞膜的两侧都有水的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水
水
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水
问题11: 如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布
二、对细胞膜成分的探索
3.磷脂的结构：
问题11: 如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布
水
苯
如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，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。
二、对细胞膜成分的探索
4.荷兰科学家戈特和格伦德尔：
(1)实验过程：
从红细胞膜中提取脂质，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的表面积的2倍。
S1
S2
(2)实验结论：
细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。
问题12: 如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？
二、对细胞膜成分的探索
4.荷兰科学家戈特和格伦德尔：
问题12: 如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？
用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积应 （“大于”、“等于”或“小于”）胰岛B细胞表面积的2倍。原因是？
大于
胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。
问题13: 想一想，还有什么细胞也是这样？
　实战训练　
3.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空一水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是( )
A.人的肝细胞
B.蛙的红细胞
C.洋葱鳞片叶表皮细胞
D.大肠杆菌细胞
二、对细胞膜成分的探索
5.英国学者丹尼利和戴维森：
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：
↓
欧文顿对植物细胞进行了上万次的实验
1985年
科学家分离出红细胞膜
20世纪初
戈特和格伦德尔提取红细胞脂质平铺
1925年
丹尼利和戴维森
1935年
推测细胞膜由脂质组成
得知细胞膜中有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
推断细胞膜中的磷脂分子为连续的两层
推测细胞膜除脂质分子外，可能还有蛋白质
二、对细胞膜成分的探索
二、对细胞膜成分的探索
膜成分的小结
脂质
主要是磷脂和胆固醇，其中磷脂的含量最为丰富，大多为卵磷脂和脑磷脂。
>
蛋白质
功能主要由蛋白质来承担。功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。
>
糖类
糖蛋白（糖＋蛋白质）的作用：保护、润滑和识别
糖脂（糖＋脂质）
>
　实战训练　
4．科学家进行细胞膜化学成分分析时，采用哺乳动物成熟的红细胞作实验材料，通过特殊处理使细胞破裂，一些物质溶出，将溶出的物质洗掉，即可得到纯净的细胞膜（又称“血影”）。科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气—水界面上铺展成单分子层，发现单分子层的面积是原细胞表面积的2倍。下列说法错误的是（　　）
A．“特殊处理”是将红细胞放在低渗溶液中使红细胞吸水涨破
B．“血影”的成分是磷脂双分子层
C．可用丙酮溶液提取“血影”中的脂质
D．鸡血细胞不适合作为提取细胞膜的实验材料
　实战训练　
5．作为系统的边界，细胞膜发挥着至关重要的作用。下列关于细胞膜的叙述正确的是（ ）
A．台盼蓝染液可将活细胞染成蓝色，死细胞不会着色
B．细胞间进行信息交流，都离不开细胞膜上的受体蛋白
C．痢疾内变形虫吞噬人体细胞，体现了细胞膜的结构特点
D．用丙酮从蛙的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积恰为红细胞表面积的2倍
　实战训练　
6．美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩科比尔卡破解了细胞感觉的“门锁”-G蛋白偶联受体的工作原理（当细胞膜受体与激素结合时，会引发细胞内一系列反应，改变细胞内的新陈代谢）,下列有关叙述中不正确的是（　　）
A．与受体偶联的G蛋白在细胞膜中存在的状态可能是横跨或贯穿磷脂双分子层
B．改变细胞膜上蛋白质的种类和数量，不会影响物质跨膜运输的速率C．温度会影响G蛋白偶联受体与激素结合
D．通过G蛋白偶联受体的作用，实现了细胞间的信息交流
　实战训练　
7．我国每年约有150万人等待器官移植，而异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这种生理功能的结构基础是（　　）
A．磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架
B．细胞膜的外表面有识别功能的糖蛋白
C．细胞膜具有一定的选择透性
D．细胞膜具有一定的流动性
　实战训练　
8．脂滴（LD）是所有真核细胞中负责存储脂质的特殊结构。最新研究发现，抗生素和抗病毒蛋白组装成的复合物可与LD表面结合，进而协同对抗病原体。下列叙述错误的是（ ）
A．脂滴既可存储脂质，也具有抗菌抗病毒作用
B．脂滴中存储的胆固醇可参与植物细胞膜的形成
C．脂滴表面可能存在类似细胞膜表面受体的结构
D．脂滴中某些脂质的化学元素可能与糖类一致
　实战训练　
9．生物膜是由脂质、蛋白质以及糖类等组成的超分子体系，膜蛋白是生物膜功能的主要体现者，膜蛋白可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白，内在膜蛋白部分或全部嵌入膜内，有的跨膜分布，如受体、载体、通道、离子泵、酶等，外周膜蛋白是指通过与膜脂的极性头部或内在膜蛋白的离子相互作用、形成氢键，与膜的内、外表面弱结合的膜蛋白，下列分析错误的是（ ）
A．内在膜蛋白并不是都分布在膜内，外周膜蛋白也不是都在膜外
B．膜蛋白是生物膜功能的主要体现者，其功能主要由内在膜蛋白体现
C．为证明细胞膜具有流动性，1970年科学家用放射性同位素标记人和小鼠细胞表面的膜蛋白
D．载体、通道、离子泵等膜蛋白的存在，是细胞膜具有功能特性的重要原因
　实战训练　
10．内皮素在皮肤中分布不均是形成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂可以与黑色素细胞膜表面的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容行业带来了福音。根据材料，下列说法正确的是（ ）
A．组成细胞膜的脂质主要是脂肪、磷脂和胆固醇
B．细胞膜是系统边界的原因是其具有绝对控制物质进出细胞的功能C．细胞膜上某些蛋白质可完成细胞间信息交流功能
D．内皮素拮抗剂能进入黑色素细胞，体现了细胞膜的流动性
　实战训练　
11．细胞膜是细胞的边界，对细胞的生命活动具有重要的作用。下列有关细胞膜结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．1959年，罗伯特森在光镜下看到了细胞膜清晰的三层结构
B．细胞膜中的磷脂分子作为运输工具能够协助葡萄糖进入红细胞
C．细胞膜的基本支架内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能通过
D．细胞膜作为系统的边界能保障细胞内部环境相对稳定
　实战训练　
12．2010年12月美国航太总署的研究人员宣称在美国加州的莫诺湖中发现了可利用砷的微生物，此微生物是一种嗜盐单胞杆菌，可利用砷来取代分子中的磷。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．嗜盐单胞杆菌属于生命系统结构层次中的细胞层次和个体层次
B．嗜盐单胞杆菌和大肠杆菌相似，只有核糖体一种细胞器
C．嗜盐单胞杆菌的细胞膜中可能含有砷元素
D．嗜盐单胞杆菌、发菜都是单细胞生物，但他们细胞的基本结构相差很大
　实战训练　
13．研究发现新型冠状病毒（COVID-19）外有包膜，这层包膜主要来源于宿主细胞的细胞膜。包膜还含有病毒自身的糖蛋白，其中糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合，从而使病毒识别并侵入宿主细胞。下列说法正确的是（ ）
A．COVID-19外包膜只含有磷脂和蛋白质
B．人体细胞表面的受体蛋白ACE2具有特异性
C．细胞膜上受体蛋白ACE2增多有利于降低病毒感染率
D．COVID-19进入细胞的过程体现了生物膜的选择透过性
　实战训练　
14．对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程，下列说法正确的是（ ）
A．丹尼利和戴维森发现，细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，由此推测细胞膜可能还附有蛋白质
B．欧文顿发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜，推测细胞膜上含有大量磷脂C．罗伯特森利用光学显微镜观察到的细胞膜暗一亮一暗三层结构是一种静态模型
D．科学家用荧光标记物质标记了细胞膜上的磷脂分子，完成了人鼠细胞杂交实验
　实战训练　
15．多粘菌素是一类多肽类抗生素，由多粘芽孢杆菌产生。此类抗生素具有表面活性，能使绿脓杆菌等细菌细胞膜通透性增加，细胞内的磷酸盐、核苷酸等成分外漏，导致细菌死亡。下列说法错误的是（ ）
A．多粘菌素与核苷酸、叶绿素共有的组成元素是C、H、O、N
B．多粘芽孢杆菌的细胞中含有5种碱基，8种核苷酸
C．多粘菌素高温失效后仍可与双缩脲试剂发生反应
D．正常情况下，绿脓杆菌的细胞膜有选择透过性，只允许水分子和离子通过
　实战训练　
16．2022年3月24日是第27个“世界防治结核病日”，今年的宣传主题是“生命至上，全民行动，共享健康，终结结核”。肺结核是结核杆菌寄生在肺部细胞内，造成感染所致，以下关于结核杆菌的说法正确的是（ ）
A．结核杆菌细胞中具有拟核，核内具有染色质和染色体
B．结核杆菌细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器
C．结核杆菌细胞具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜
D．结核杆菌个体微小，光学显微镜的高倍镜也无法观察到

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