资源简介

(共42张PPT)
流动镶嵌模型的基本内容
1
2
细胞膜的功能
3
细胞膜成分和结构的探索
第 1 节 细胞膜的结构和功能
一个国家有边界，皮肤和粘膜是人体的边界。系统的边界对系统的稳定性至关重要。
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫作质膜。
思考：植物细胞最外面是细胞壁，但植物细胞的边界还是细胞膜而不是细胞壁，这是为什么呢？
细胞壁
细胞壁
（植物）细胞壁
主要成分：
作用：
特性：
纤维素和果胶
对细胞起支持和保护作用
全透性
那么，细胞膜作为系统的边界，在细胞的生命中有哪些作用呢？
细菌细胞壁：肽聚糖
真菌细胞壁：几丁质
一、 细胞膜的功能
情景1
科学家用显微注射器将一种色素伊红注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。
功能一：
使细胞成为_________的系统，保障细胞_________的相对稳定。
相对独立
内部环境
将细胞与外界环境分隔开
一、 细胞膜的功能
情景2
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色。
功能二：
控制物质进出细胞。
不需要、有害的物质
（如细菌、病毒等）__________
细胞
需要的营养物质
代谢废物
不容易进入
抗体、激素等
（DNA等）
×
(相对的）
功能特性：
选择透过性
一、 细胞膜的功能
情景3
鼻子接触花香，在大脑皮层能产生“香”的感觉。
上述例子说明细胞膜还要具备什么功能？
功能三:
进行细胞间的信息交流。
一、细胞膜的功能
功能三:
进行细胞间的信息交流。
思考：海洋或河流中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，为什么只有
同一物种的精子与卵细胞才能发生结合？
①直接接触传递
靶细胞
发出信号的细胞
与膜结合的信号分子
膜上接受信号分子的受体
A.蛋白质 B.脂质
一、 细胞膜的功能
功能三
进行细胞间的信息交流。
②化学物质间接传递
内分泌细胞
靶细胞
激素
血管
靶细胞
受体
通过细胞分泌的 传递信息，最后与靶细胞膜表面的 结合。
化学物质
特异性受体
激素、神经递质、淋巴因子
蛋白质
一、 细胞膜的功能
功能三
进行细胞间的信息交流。
③通道传递
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。例如高等植物之间的胞间连丝，也有信息交流的作用。
胞间连丝
特别提醒：
1.该方式中没有受体参与
2.通道具有信息交流、物质运输的功能。
A.参与 B.没有参与
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
②通过化学物质间接传递信息
③通过通道传递信息
①通过细胞膜直接接触传递信息
方式
一、 细胞膜的功能
A.细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入。
B.植物细胞的边界是细胞壁。
C.植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用。
D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。
1. 下列说法正确的是（ ）
C
阅读课本P42-P44,总结完成下列表格。
时间 科学家或实验 结论
1895年 欧文顿 细胞膜是由 组成的。
--- 制备纯净的细胞膜 组成细胞膜的脂质有磷脂和 ，其中 含量最多
1925年 戈特和格伦德尔 细胞膜中的磷脂分子必然为连续排列的 。
1935年 丹尼利和戴维森 细胞膜处含脂质分子外，可能还附有 。
1959年 罗伯特森 所有的细胞膜都由 三层结构构成。
1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有 。
1972年 辛格和尼科尔森 提出 模型。
二、 对细胞膜结构的探索
二、 对细胞膜结构的探索
推测/提出假说：
◎课本实验1：
1895年欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的
通透性实验。
非脂溶性物质
脂溶性物质
细胞膜
细胞膜是由脂质组成的.
A.现象推理
B.膜成分的提取与检测
◎课本实验2：
20世纪初，科学家从哺乳动物成熟的红细胞分离出细胞膜，
离心过滤并进行了化学分析。
通过化学分析确定细胞膜的脂质成分有______和_______，
组成膜的脂质中______含量最多。
思考：为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？
磷脂
胆固醇
磷脂
①无细胞壁，细胞容易吸水涨破；
②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。
二、 对细胞膜结构的探索
验证：
头部亲水
尾部疏水
磷脂结构
二、 对细胞膜结构的探索
思考：根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在空气——水界面上
会怎么样铺展？
水
空气
二、 对细胞膜结构的探索
A.头朝水，尾朝空气
B.尾朝水，头朝空气
水
水
A
水
水
B
水
水
C
在水中形成的磷脂双分子层模式图
水
水
思考：细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的环境中，磷脂分子在
细胞膜中可能是怎样排布的呢？
二、 对细胞膜结构的探索
推测/提出假说：
根据磷脂分子的特性决定了其在细胞膜中呈双层排布。
◎课本实验3：
1925年，戈特和格伦德尔从人的红细胞细胞膜中提取脂质，
在空气—水界面上铺成单分子层。
思考：若用人的肝细胞做上述实验，脂单分子层的面积还是细胞
表面积的2倍吗？
二、 对细胞膜结构的探索
细胞膜的磷脂分子是排列为连续的两层
结论：
验证：
A.是 B.不是
◎课本实验4：
丹尼利和戴维森研究发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。
≈
细胞膜除含脂质分子外还可能附有蛋白质
二、 对细胞膜结构的探索
推测/提出假说：
人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
成分 红细胞膜 肝细胞膜 心肌细胞膜
脂质 约43% 约40% 约24%
蛋白质 约49% 约59% 约75%
糖类 约8% 微量 微量
科学家陆续测定了不同细胞的细胞膜的成分及含量
细胞膜的成分
脂质
蛋白质
少量的糖类
（50%）
（40%）
（2%~10%）
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
磷脂（主要）
胆固醇（动物细胞膜）
二、 对细胞膜结构的探索
验证：
2. 科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为（ ）
A. 哺乳动物红细胞容易得到
B. 哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构
C. 哺乳动物红细胞在水中容易涨破
D. 哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到
知识点突破
B
植物细胞更容易取得
其它动物细胞也容易吸水涨破
细胞膜在光学显微镜下无法观察到，需要使用电子显微镜
×
×
×
◎课本实验5：
1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成
的三层静态的统一结构（三明治模型）。
二、 对细胞膜结构的探索
小资料
(关于电镜成像)
电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。
推测/提出假说：
细胞膜是静态的？
细胞分泌物质过程
变形虫的捕食
受精卵卵裂
二、 对细胞膜结构的探索
人细胞
鼠细胞
荧光标记膜蛋白
诱导
融合
370C 40分钟
◎课本实验6：
荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋白质后细胞融合。
细胞膜具有流动性。
二、 对细胞膜结构的探索
检验/修正：
结论：
①
③
②
◎课外实验：
物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面，复膜后在电镜下观察断裂面的形态结构。（冰冻蚀刻显微技术）
二、 对细胞膜结构的探索
蛋白质 、 、 在磷脂双分子层中。
镶
嵌入
贯穿
A.镶 B.嵌入 C贯穿
阅读课本P42-P44,总结完成下列表格。
时间 科学家或实验 结论
1895年 欧文顿 细胞膜是由脂质组成的。
--- 制备纯净的细胞膜 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
1925年 戈特和格伦德尔 细胞膜中的磷脂分子必然为连续排列的两层。
1935年 丹尼利和戴维森 细胞膜处含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
1959年 罗伯特森 所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质 三层静态的统一结构构成。
1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有流动性 。
1972年 辛格和尼科尔森 提出流动镶嵌模型 模型。
二、 对细胞膜结构的探索
◎课本实验7：
1972年辛格和尼科尔森通过新的实验依据提出了流动镶嵌模型被多
数人所接受。
二、 对细胞膜结构的探索
二、 对细胞膜结构的探索
【自主学习】
阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答下列问题：
1、细胞膜的基本支架是什么？
2、蛋白质在细胞膜上如何分布？
3、细胞膜具有流动性的原因是什么？
4、什么叫糖蛋白？有什么功能？
5、生物膜的结构特点？
6、生物膜的功能特点？
三、 流动镶嵌模型的基本内容
思考：
1、细胞膜的基本支架是什么？
2、蛋白质在细胞膜上如何分布？
3、细胞膜具有流动性的原因是什么？
4、什么叫糖蛋白？有什么功能？
5、生物膜的结构特点？
6、生物膜的功能特点？
①镶在磷脂双分子层表面
②部分或全部嵌入磷脂双分子层中
③贯穿于整个磷脂双分子层
——膜的基本支架
磷脂双分子层
蛋白质分子
成分
（细胞识别、细胞间信息交流）
糖类
糖蛋白
糖脂
分布在细胞膜外侧
A
B
C
D
具有流动性
结构特点
磷脂分子侧向自由移动
大多数蛋白质可以运动
磷脂分子的疏水端使水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。
三、 流动镶嵌模型的基本内容
【自主学习】
阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答下列问题：
①A为_____________，是膜的基本支架；
②B为____________，镶嵌在磷脂双分子层中：有的___在表面，有的部分或全部______，有的______磷脂双分子层；
③细胞膜具有______性：磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动；
④糖类和蛋白质结合形成C( )，与脂质结合成D( )，这些糖类叫作_______，和细胞表面的 、细胞间的 等功能有关。
A
B
C
D
磷脂双分子层
蛋白质分子
镶
嵌入
贯穿
流动
糖被
糖蛋白
糖脂
识别 信息交流
比较糖脂、糖蛋白、糖被
①糖被：细胞膜外表面的一些 分子，与细胞表面的 、细胞间的 等功能密切相关。
②糖蛋白：由细胞膜外表面的糖类分子与 分子结合形成。
③糖脂：由细胞膜外表面的糖类分子与 分子结合形成。
糖类
识别
信息传递
蛋白质
脂质
三、 流动镶嵌模型的基本内容
三、 流动镶嵌模型的基本内容
思考：既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？（P45）
①水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；
②膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。
能量
受体蛋白
与激素、细胞因子、神经递质等信号分子特异性结合
识别蛋白
如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白
通道蛋白
包括水通道蛋白、离子通道蛋白等
载体蛋白
协助小分子物质跨膜运输，方式包括协助扩散和主动运输
酶蛋白
催化作用：如呼吸酶，ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)
脂双层为基本骨架
磷脂
蛋白质
镶嵌、嵌入、贯穿
细胞膜
糖类（少）
组成成分
内部疏水，屏障
物质运输等
细胞膜的外表面
识别、信息传递等
运动
运动
结构特点：流动性
结构
功能特点：选择透过性
三、 流动镶嵌模型的基本内容
脂双层为基本骨架
磷脂
蛋白质
镶嵌、嵌入、贯穿
细胞膜
糖类（少）
组成成分
内部疏水，屏障
物质运输等
细胞膜的外表面
识别、信息传递等
运动
运动
结构
1.将细胞与外界环境分隔开
功能
2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流
三、 流动镶嵌模型的基本内容
一、概念检测
1.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。( )
(2)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。( )
(3)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下个空洞。( )
×
×
×
练习与应用
2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
B
练习与应用
P46拓展应用：由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在 中，脂溶性的药物被包在 之间。由于脂质体是 构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生 ，也可能会以的_____方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
双分子层
两层磷脂分子
磷脂双分子层
融合
胞吞

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