资源简介

(共32张PPT)
细胞膜的功能P40
细胞间信息交流的方式P41 图3-2
对细胞膜成分的探索（人物、观点）P42
细胞膜的成分？P43第1段
对细胞膜结构的探索（人物、观点）P43
流动镶嵌模型的基本内容 P45第一段
糖被 P45小字
课前背诵
3.1细胞膜的结构和功能
课 标 要 求
概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并参与细胞间的信息交流。
一、细胞膜的功能
功能一：将细胞与外界环境分隔开
在原始海洋这盆“热汤”中，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。
细胞膜：
也称质膜，是细胞的边界
进化方面的意义
一、细胞膜的功能
功能二：控制物质进出细胞
1、细胞膜具有选择透过性（功能特性）
2、细胞膜控制物质进出的能力具有相对性
需要的营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
抗体、激素等
细胞合成并分泌
不需要、有害的物质（如细菌、病毒等）
细胞代谢产生
废物（CO2、尿素等）
有用的成分
核酸、
不易
可
可
不可
用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡
思考：除了用染色的方法外，如何鉴定植物细胞的死活？
提示：质壁分离及其复原实验
功能三：进行细胞间的信息交流
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。
精子和卵细胞之间的识别和结合
高等植物细胞之间通过胞间连丝
3.通道交流
①高等植物细胞之间的通道——胞间连丝
3.通道交流
②动物细胞之间的通道
电突触
电信号通过电突触从一个细胞传导另一个细胞，不需要进行电信号→化学信号→电信号的转化
二、对细胞膜（生物膜）的探究历程
序号 实验过程与结果 实验结论
1 1895年欧文顿多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜。不容易脂质的物质，不容易通过细胞膜。
2 利用哺乳动物的红细胞制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。
3 1925年，科学家将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
4 丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力
1.对细胞膜成分的探索
最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理，还是通过对膜成分的提取和鉴定分析得出的
膜由脂质组成
组成细胞膜的脂质有磷脂、胆固醇，其中磷脂含量最多
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
实验及其结果：1925年，科学家将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
实验结论：科学家推测，细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
结构图
模型
示意图
亲水“头部”
疏水“尾部”
思考：
①用其他真核细胞（除哺乳动物成熟红细胞）做上述实验，若磷脂单分子层的面积为2S，则细胞表面积为_______S(”大于“、”小于“、”等于“)
实验及其结果：1925年，科学家将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
实验结论：科学家推测，细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
②用细菌细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_______2S(”大于“、”小于“、”等于“)
小于
等于
思考：
③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？
实验及其结果：1925年，科学家将红细胞中脂质在空气-水界面上铺展成单分子层，测得単分子层的面积为红细胞的表面积的2倍。
实验结论：科学家推测，细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
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。
磷脂在水中的分布情况
脂质体
微团
脂单分子层
细胞膜的成分
__________（约50%）
__________（约40%）
主要
成分
____________（约2%~10%）
________（主要）
_________（主要是动物细胞膜具有）
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
胆固醇
蛋白质的_______与________决定细胞膜功能的复杂程度。
种类
数量
一般与蛋白质（或磷脂）结合，形成糖蛋白（或糖脂）；主要分布于细胞膜的外表面。
成分 所占比例 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% 被称作 ，与细胞膜上的 结合形成_____________
2.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
糖被
蛋白质或脂质
糖蛋白或糖脂
二、对细胞膜的探究历程
序号 实验过程与结果 实验结论
1 1959年罗伯特森在电镜看到细胞膜 暗-亮-暗三层结构。
2
3 2.对细胞膜结构的探索
所有的细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成。认为细胞膜是静态的统一结构。
细胞膜具有流动性
1970年，用不同颜色荧光染料标记分别标记人的细胞和鼠的细胞，然后将人-鼠细胞融合，一段时间后，不同颜色的荧光染料均匀分布在融合细胞膜表面。
1972年，辛格和尼科尔森总结前人的研究成果，提出流动镶嵌模型。
细胞膜结构的电镜照片(放大400 000倍)
为什么看到细胞膜暗-亮-暗三层结构就能说明细胞膜是由蛋白质-脂质双分子层-蛋白质三层组成的呢？
暗带
←电子透过样品少
←蛋白质对电子阻挡作用大
亮带
←电子透过样品多
←脂双层对电子阻挡作用小
暗带
←电子透过样品少
←蛋白质对电子阻挡作用大
1.人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是(　　)
A.当温度增加到15 ℃以上时，膜的流动性发生变化
B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C.温度对膜蛋白的扩散有影响
D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
D
源于必修1 P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，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和信息提出 的一种假说，再用进一步的____________对已建立的假说进行 。
解释某一生物学问题
观察与实验
修正和补充
四、细胞膜的结构
流动镶嵌模型
1.内容：
①_______________是膜的基本支架。
其内部是疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。
②蛋白质分子有的镶在磷脂分子层表面。有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。
磷脂双分子层
③在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂。
④具有一定的流动性
细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动、大多数蛋白质可以运动
（糖被作用：识别、保护和润滑、细胞间的信息传递）
在物质运输等方面有重要作用
对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义
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
膜蛋白的功能
膜蛋白
的功能
载体蛋白(主动运输或协助扩散)
转运蛋白
通道蛋白(协助扩散)
酶(催化，特别是原核生物细胞膜上酶较多)
受体(识别、传递信息)
抗原
(引起特异性免疫)
流动性的实例
①草履虫取食
②变形虫运动
③胞吞，如：吞噬细胞吞噬细菌
⑤精子与卵细胞融合
⑥质壁分离与复原
⑦细胞吸水膨胀时，磷脂双分子层变薄
④胞吐，如：分泌蛋白质的分泌
2.基本内容
侧向
屏障作用
表面
部分或全部
贯穿
物质运输
细胞表面的识别、细胞间的信息传递
3.结构特点： 。
(1)原因：构成生物膜的磷脂分子可以 移动、膜中的 分子大多也是可以运动的。
(2)生理意义：对于细胞完成 、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。
(3)实例：变形虫变形； ；分泌蛋白的传递分泌。
(4)影响因素：主要受 影响，在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性 ，但温度超出一定范围，会导致膜的结构被破坏。
流动性
侧向自由
蛋白质
物质运输
细胞融合
温度
增强
4.功能特点： 。
(1)表现：水分子、被选择的离子和小分子 ，大分子、不被选择的离子和小分子 。
(2)原因：遗传性→结构基础：____________________________________
_______→选择性。
(3)实例：植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和Na＋的排出等。
(4)影响因素
①内因：膜上蛋白质的种类和数量不同。
②外因：温度、pH、O2浓度等。
选择透过性
可以通过
不能通过
转运蛋白种类、数量或转运蛋白空间结构
的变化
源于必修1 P45“旁栏思考”：虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：一是___________________________
_______________________；二是__________________________
________________________________。
水分子极小，可以通过由于磷
脂分子运动而产生的间隙
细胞膜上存在水通道蛋白，水
分子可以通过通道蛋白通过细胞膜
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 提升科学思维
(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？
提示　甲处、乙处；两层磷脂分子之间是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部是水溶液，能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中。
(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？
提示　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。
(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。

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