资源简介

(共41张PPT)
想一想
伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？
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。
细胞作为一个完整的系统，它有边界，其边界就是细胞膜。
你了解细胞膜吗？
细胞膜 = 质膜
细胞膜的结构和功能是怎样的呢？
第二章 细胞的结构
新浙科版必修1
第二节 细胞膜控制物质进出细胞
本节聚焦
1.说明细胞膜具有选择透过性。
2．说出细胞膜各组成成分。
3．概述生物膜结构模型的基本内容。
4．说出细胞壁的组成成分和生理作用。
1.生命观念：从结构与功能观的角度分析生物膜的结构与功能相适应的特点。
2．科学思维：分析生物膜的流动镶嵌模型，体验模型与建模在生物学中的应用。
3．科学探究：体验和学习探究膜的透过性。
素养要求
学习目标
半透膜：一些膜具有一定大小的孔径，水等小分子和离子可以自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过，这种膜称为半透膜。
思考：细胞膜对物质的进出有没有选择性？？？
能否通过人工透析膜模拟细胞膜来验证其选择透过性？
如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里(图2-9)，透析膜对两者的通透情况是否相同？
如何检测淀粉分子和葡萄糖分子是否通过透析膜？？
一、活动 ：通过模拟实验探究膜的透过性
B
葡萄糖
A
淀粉
碘-碘化钾
本尼迪特
1.A组加入碘-碘化钾后，烧杯内蒸馏水呈现什么颜色？
静置12h后颜色又如何？原因是什么？
透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？
2.A组实验说明了什么？
3.本尼迪特试剂检测的现象是什么？B组实验说明了什么？
淡棕色
蒸馏水恢复澄清，碘扩散进入透析袋内
由无色变蓝色
碘可以进入透析袋，而淀粉无法通过透析袋出来。
出现红黄色沉淀
说明葡萄糖能透过透析袋进入蒸馏水
A组
B组
结果分析
葡萄糖分子和碘可以通过透析膜，而淀粉分子无法通过。所以，透析膜对分子的进出具有 。
对细胞膜的推测
细胞膜是细胞的边界，将细胞内与外界环境分隔开，是外界物质进入细胞的屏障。所以，可以推测细胞膜对物质的进出具有 。
选择透过性
半透性
(1)细胞膜是细胞的保护性屏障(　　)
(2)细胞膜可以控制物质进出(　　)
(3)模拟探究膜的透过性实验中，透析膜对分子的进出具有选择透过性(　　)
√
×
√
1.苋菜的细胞液中有一些红色的物质，无论用清水怎么洗，清水中仍不见红色物质，但若把苋菜放入沸水中一烫，水立刻变成红色。出现这种现象是因为
A.沸水使细胞膜失去选择透过性
B.在清水中细胞膜没有选择透过性
C.沸水中色素分解成小分子物质
D.在清水中没有物质出入
典题应用
√
2.某同学进行探究膜的透过性的模拟实验，装置如图所示。下列有关静置12 h后的实验现象的叙述，错误的是
选项 漏斗内溶液(甲) 烧杯内溶液(乙) 实验现象
A 淀粉 碘－碘化钾 甲变蓝色，乙不变蓝
B 淀粉 碘－碘化钾 甲、乙均变蓝色
C 葡萄糖 蒸馏水 甲、乙溶液均能与本尼迪特试剂反应生成红黄色沉淀
D 蛋白质 蒸馏水 甲可与双缩脲试剂反应，乙不可以
√
例、小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖;
海带细胞能源源不断地从周围的海水中吸收碘，使得碘在细胞内的浓远高于周围海水；
人体组织细胞将胞外 K＋移入膜内，同时将胞内 Na＋移出膜外，使得胞内 K＋浓度约为胞外的30倍，胞外Na＋浓度约为胞内的12倍。　
选择透过性 ：细胞膜可以控制物质进出，选择性地吸收营养物质和排出代谢产物，保持细胞内生化反应有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性。
细胞膜为什么具有这样的功能？
结构
功能特点
二、细胞膜具有选择透过性
科学家的足迹--细胞膜结构的探索
1895年欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜，于是他提出了
细胞膜的组成成分是什么呢？
●
▲
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
膜由脂质组成。
相似相溶的原理：
“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似；
“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。
阅读P34课外读：生物膜的研究历程
1、磷脂(一类含有磷酸的脂类)
阅读P30小资料：肥皂中的两性分子
亲水头部
疏水尾部
由C、H、O、N、P五种元素构成的
磷酸分子具有亲水性(极性)
脂肪酸分子具有疏水性(非极性)
两性分子
空气—水界面
在水中，不同磷脂分子疏水性的尾部相对排列，内部形成一个疏水的环境，而亲水性的头部则朝向外侧，与水接触。
【思考】磷脂分子在水中搅动后如何排布？
水
水
亲水的头
疏水的尾
球形脂质体
1925年，戈特(E. Gorter)和格兰德尔(F. Grendel)用有机溶剂抽提了人红细胞细胞膜的脂质成分后，在空气——水界面上铺成单层分子，测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍，并推测
脂质是怎样有机结合构成膜的呢？
细胞膜由双层脂质分子构成。
头朝外侧，与水接触
尾对尾，内部形成疏水环境
脂双层
依据细胞的内外环境，磷脂分子在细胞膜中怎样分布？
所以，磷脂分子在水中可形成双层结构，称为磷脂双分子层，构成细胞膜的基本骨架。
应用化学手段分析表明：质膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中脂质中磷脂含量最多，还有少量的糖类。动物细胞中还含有一定量的胆固醇。
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解），发现膜的结构被破坏了，证明
组成细胞膜的成分中有蛋白质。
2.膜蛋白
①概念与特性
细胞膜上的蛋白质统称为　　　　。膜蛋白也和磷脂分子一样，有 部分和　　　　部分。
膜蛋白
水溶性
脂溶性
膜蛋白
三、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质，控制其进出细胞，例如细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质都需要通过特定的转运蛋白来完成。
转运蛋白
有些膜蛋白催化特定化学反应，例如，小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解。
催化作用
同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起。
连接作用
某些膜蛋白接收外界信息或刺激，激活细胞内相应生理生化反应，在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用如胰岛素受体。
信息交流和细胞识别
糖蛋白
细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现，细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多
阅读P31小资料：细胞外被
3.胆固醇
胆固醇存在于动物细胞膜中，占细胞膜所有脂质的10%~30%。植物细胞膜一般不含胆固醇。
在动物细胞中，胆固醇能保持细胞膜的稳定性（双重调节作用）
一方面，胆固醇通过与脂脂肪酸链的相互作用，具有限制其运动、增加其有序性的作用；
另一方面，也能将磷脂分子开以增强其运动性。
这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量
胆固醇分子主要位于磷脂双分子层的疏水环境中，具有一个很小的亲水基团，与磷脂头部连接
随后，丹尼利(J. Danielli)和戴维森(H. Davson)发现细胞膜的表面张力比油-水界面的张力低得多，推测出膜中含有蛋白质，从而提出了“蛋白质一脂质一蛋白质”的“三明治”模型，认为细胞膜是由双层脂质分子及其内外表面附着的蛋白质共同构成。
蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？
1959年，罗伯逊根据电镜超薄切片中细胞膜展现的暗-亮-暗三条带(图2-16)，推测两边暗的条带是蛋白质，中间亮的部分是脂双层分子。罗伯逊在“三明治”模型的基础上提出了单位膜模型，推断所有的生物膜都由蛋白质-脂质一蛋白质构成。
一层亮带（脂质）
两层暗带（蛋白质）
蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
电镜冰冻蚀刻（冰冻断裂）将标本冰冻，然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
“三明治”模型和单位膜模型的不足之处是把脂质看成静态的刚性结构，无法解释细胞生长、变形、载体在物质运输等现象。
1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
这个实验说明了什么？
细胞膜的蛋白质分子是呈流动状态的。
1972年，辛格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型。奠定了生物膜结构和功能的基础。
细胞膜的流动镶嵌模型
3.磷脂和蛋白质位置不是固定的，生物膜具有一定流动性。
流动镶嵌模型理论主要包括：
1.磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架。
2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，体现了膜内外结构的不对称性。
结构特点
四、生物膜具有流动性
磷脂最丰富
在细胞膜行使功能时起重要作用
功能越复杂的细胞膜，
蛋白质的种类和数量越多。
细胞膜的成分及比例
（1）将细胞与外界环境分隔开
推测的原始海洋景观图
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
2．功能
控制作用是相对的
细胞
营养物质
代谢废物
抗体、激素等分泌物
病菌、病毒
（2）控制物质进出细胞
功能特性：选择透过性
（功能特性：选择透过性）
（3）进行细胞间信息交流
①通过体液运输间接交流
②通过细胞膜直接接触
③相邻细胞间形成通道(高等植物的胞间连丝）
细菌：
纤维素和果胶
水、离子和其他分子都极易通过纤维之间的空隙，所以细胞壁与细胞的选择透性无关。
作用：保护细胞、维持细胞形态，加强细胞的机械强度。
细胞壁也参与细胞间的相互粘连，是激素等化学信号传递的介质和通路。
壳多糖（几丁质）
肽聚糖
五、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
植物：
真菌：
联系生活：细胞壁的功能
原因：青霉素抑制细菌合成肽聚糖。因为不能合成细胞壁物质，细菌就不能生长和繁殖，所以青霉素能杀菌。
事例1、青霉素为什么能杀菌？
事例2、参天大树之所以能挺立？
原因：靠死细胞的细胞壁支撑、支持作用。
(1)磷脂分子由亲水“头”部和疏水“尾”部构成，是两性分子(　　)
(2)单位膜模型认为所有的生物膜都由脂质—蛋白质—脂质构成(　　)
(3)细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现(　　)
(4)糖类存在于细胞膜的外表面，对细胞膜只起保护作用(　　)
(5)流动镶嵌模型认为生物膜具有流动性和内外结构的对称性(　　)
(6)植物细胞壁其组成与细菌、真菌的细胞壁成分相同(　　)
×
√
√
×
×
×
典题应用
3.(2023·浙江舟山中学高一期中)对细胞膜的结构的探索经过了漫长的历程，下列叙述正确的是
A.单位膜模型认为，细胞膜由脂质—蛋白质—脂质三层结构组成
B.脂溶性物质更易通过细胞膜，表明细胞膜是由磷脂组成的
C.人鼠细胞融合实验证明膜蛋白能够运动，没有直接证明膜上的脂质能
够运动
D.提取细胞膜中的脂质，在空气和水的界面上会铺展成连续的两层
√
4.(2023·浙江温州高一期中)如图为生物膜的流动镶嵌模型示意图，①～⑤表示组成生物膜的物质。下列叙述正确的是
A.流动镶嵌模型中的基本骨架是④
B.与细胞识别有密切关系的是①
C.若此细胞为植物细胞，则细胞壁
位于图中的B侧
D.生物膜的复杂程度主要与③有关
√
细胞膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
一定的流
动性
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质
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，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何等模样！
与外界环境隔开
——控制物质进出
——进行细胞间信息交流
这些诗句说的是细胞膜的什么功能？

展开更多......

收起↑