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(共28张PPT)
第1节 细胞膜的结构和功能
1.通过对材料的分析讨论，能从系统与环境的角度，概述细胞膜
作为系统边界所具有的功能。
2.分析对细胞膜成分的探索历程，说出细胞膜结构的物质基础。
细胞的边界-----细胞膜（质膜）
鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开？
资料1：没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞。
卵细胞的细胞膜在细胞的生命活动中起什么作用？
意义：细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定
1.将细胞和外界环境分隔开
无机物→简单有机物→复杂有机物→原始生命体
活动一：阅读资料，分析细胞膜的功能。
资料2：把正常的蛋黄与戳破的蛋黄分别放入蓝墨水中，一段时间后结果如图，这体现细胞膜的什么功能？
2.控制物质进出细胞
资料3：“问题探讨”科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
【思考】为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
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，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
分泌物
代谢废物
CO2、尿素、多余的无机盐等。
抗体、激素等物质
水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。
营养物质
病毒病菌
细胞膜的控制作用具有相对性。
说明活细胞细胞膜具有选择透过性。
资料4：施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。
【思考1】细胞之间是如何实现协调配合的？
【思考2】细胞之间信息交流的方式有哪些？
3.进行细胞间的信息交流
物质传递
内分泌细胞分泌的激素（胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
受体
血管
化学本质：糖蛋白
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
接触传递：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，精子和卵细胞之间的识别和结合。
强调：只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。
通道传递:相邻细胞之间形成通道
(如高等植物通过胞间连
丝来传递信息)
植物细胞间的通讯联络
两个相邻的植物细胞
细胞壁
细胞质
细胞膜
胞间连丝
胞间连丝
思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？
通道交流不需要细胞膜上的受体
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。一、细胞膜的功能是谁，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？
细胞膜
非脂溶性物质
脂溶性物质
膜是由脂质组成的
相似相溶原理
【资料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，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
【思考】欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？
二、细胞膜成分的探索
活动二：阅读以下关于“对细胞膜成分的探索”资料，分组完成相应的思考。
【资料2】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，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂的含量最多。
【思考】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？
无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。
正常成熟的哺乳动物红细胞没有细胞核，也没有高尔基体和线粒体等细胞器，但它仍具有代谢功能。
【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。
磷脂分子的结构
【思考】磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？
任务1：以小组为单位利用手中的磷脂分子构建出磷脂分子在空气——水界面上的排布。
【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
水
水
【思考1】该实验得出了怎样的推论？
【思考2】细胞膜上的磷脂分子是怎样排列的？
1层细胞膜含2层磷脂分子
任务2：以小组为单位利用手中的磷脂分子构建出细胞膜上磷脂分子的排布。
【资料4】1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。
【思考】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？
推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。
【思考】你从以上实验中能得出什么结论？
细胞膜的组成成分中还含有蛋白质
【资料5】 科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）
膜成分的探索
1895欧文顿
溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。
20世纪初
利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，分析得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
1935丹尼利和戴维森
细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力
推测：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。
1925 戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
膜是由脂质组成的
科学研究发现
细胞膜主要成分是由脂质和蛋白质，还有少量的糖类。
三、对细胞膜结构的探索
活动三：阅读教材，分组讨论下列问题。
1.罗伯特森在电镜下观察了细胞膜结构，提出的细胞膜结构模型的假说是什么？这种模型的不足之处在哪里？
2.荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验证明了什么？
3.目前大多数人都接受的细胞膜结构模型是哪种？
1.罗伯特森的“单位膜”结构模型
所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成静态统一结构，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。
不足之处：
细胞膜是静态的统一结构，会使细胞膜的复杂功能难以实现。
细胞膜结构的电镜照片
2.荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
绿色荧光染料标记的膜蛋白
红色荧光染料标记的膜蛋白
小鼠细胞
细胞融合
40min
37 ℃
杂交细胞
人细胞
实验结论：细胞膜具有流动性。
四、流动镶嵌模型
活动四：小组内展示自己制作的流动镶嵌模型，讨论：
1.流动镶嵌模型的基本内容是什么？细胞膜在结构上有什么样的特点？
2.在细胞膜结构模型探索过程中，你受到哪些启示？
流动镶嵌模型的基本内容
磷脂双分子层
糖蛋白
膜表面的糖被有什么功能呢？
1.基本支架：
磷脂双分子层
（亲水性头部朝向外侧，
疏水性尾部朝向内侧）。
2.蛋白质分子存在形态：
有镶在表面、嵌入、贯穿于磷脂双分子层
3.糖类（糖被）：
糖蛋白（细胞膜的外表面）、糖脂
蛋白质
糖被在细胞生命活动中重要功能，如识别、信息传递等功能
4.细胞膜的结构特点：
具有流动性。
模型建构的基本方法——假说
依据已有的知识和信息
提出解释某问题的假说
用观察和实验进行修正和补充
1．科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明了组成细胞膜的物质中有(　　)
A．糖类和脂质　　 B．糖类和蛋白质
C．蛋白质和脂质　　 D．蛋白质和核酸
C
2．如图表示细胞膜的流动镶嵌模型，有关叙述不正确的是(　　)
A．具有①的一侧为细胞膜的外侧
B．①与细胞表面的识别有关
C．②是构成细胞膜的基本支架
D．细胞膜的选择透过性与①的种类和数量有关
D
细胞膜
功能
把细胞和周围环境分隔开
结构
控制物质进出细胞
进行细胞间信息交流
化学成分
结构模型
通过体液的运输
通过细胞膜直接接触
通过相邻细胞间的通道
脂质
蛋白质
糖类
流动镶嵌模型

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