资源简介

(共27张PPT)
第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
第二章 细胞的结构
教学目标
科学探究
体验和学习探究膜的透过性。
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。
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。
课堂导入
为什么苋菜泡在清水中，水不会变成红色？但是将苋菜放在沸水中一段时间后，水会变成红色？
活动 通过实验探究膜的透过性
细胞膜也称质膜，是围绕在细胞外层将细胞与周围环境区分开的结构。细胞膜是细胞对外界环境的屏障，控制着物质的进出，保证了细胞内部环境的相对稳定，使细胞内的生命活动有序进行。
活动 通过实验探究膜的透过性
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。透析膜就是一种半透膜。
活动 通过实验探究膜的透过性
实验目的
1.尝试模拟实验的方法。
2.推测细胞膜具有选择透过性。
材料用具
淀粉溶液，葡萄糖溶液，蒸馏水，碘-碘化钾溶液，本尼迪特试剂，透析袋，细线，烧杯，玻璃棒。
活动 通过实验探究膜的透过性
取A、B两个透析袋，将等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入A、B透析袋中。透析袋两端用细线系紧。
将透析袋一端的细线绑在玻璃棒中央，透析袋置于烧杯内，玻璃棒横置于烧杯上方。
向烧杯内注入等量蒸馏水，直至淹没透析袋。向A组透析袋外面的蒸馏水中加入适量碘-碘化钾溶液。
静置12h。观察A组实验现象；取B组透析袋外面的蒸馏水2mL，加入2mL本尼迪特试剂，热水浴2~3min，观察颜色变化。
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方法步骤
活动 通过实验探究膜的透过性
1.A组加入碘-碘化钾溶液后，烧杯内蒸馏水呈现什么颜色？静置12 h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？
讨论
烧杯内蒸馏水没有颜色变化；静置12h后，还是没有颜色变化，说明烧杯中没有淀粉，也就是淀粉不能从透析袋中进入烧杯中；透析袋内淀粉溶液颜色变蓝色。
2.A组实验说明了什么？
A组实验中碘可以通过透析袋，而淀粉分子无法通过。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
活动 通过实验探究膜的透过性
3.本尼迪特试剂检测的现象是什么？B组实验说明了什么？
讨论
出现红黄色沉淀，说明了葡萄糖分子可以穿过半透膜；说明了半透膜对分子进出具有半透性。
细胞膜对物质的进出具有选择透过性。
推测
细胞膜具有选择透过性
细胞膜是系统的边界，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。
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的有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性。
功能特点
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
脂质:
蛋白质
糖类（少量）
磷脂（主要）、胆固醇（动物细胞膜）
细胞膜的成分
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细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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磷脂
（1）组成元素：
C、H、O、N、P
（2）结构:
磷脂分子的“头”，具有亲水性，也称极性；另一端含有2条长长的脂肪酸链，形成磷脂的两个“尾”，具有疏水性，也称非极性。
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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磷脂
正常情况下细胞膜一般处于什么环境？磷脂分子将如何分布？
在水中，亲水头部分别在两侧朝向外部的水溶液，疏水尾部相对排列在内，磷脂分子形成双层结构，称为磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架。
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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膜蛋白
（1）定义：
细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。膜蛋白也和磷脂分子一样，有水溶性部分和脂溶性部分。
（2）作用：
通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多。
转运作用
催化作用
信息交流和识别作用
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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膜蛋白
①转运作用：
例如：细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质
②催化作用：
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
③信息交流和识别作用：
例如：胰岛素受体
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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膜蛋白
受体蛋白：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。
转运蛋白：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。
酶蛋白：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。
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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胆固醇
（1）结构：
胆固醇存在于动物细胞膜中，占细胞膜所有脂质的10%-30%，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。
细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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胆固醇
（2）胆固醇对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用
一方面，胆固醇通过与磷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，也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。
生物膜具有流动性
小鼠细胞
膜蛋白
人细胞
膜蛋白
杂交细胞
荧光染料
标记膜蛋白
红色荧光标记物
绿色荧光标记物
37℃下
培养
40min
细胞膜的蛋白质是呈流动状态的
生物膜具有流动性
磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架。
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。
磷脂和蛋白质位置不是固定的，生物膜具有一定流动性。
生物膜具有流动性
实例
变形虫伸出伪足运动
巨噬细胞吞噬病原体
细胞壁是植物、真菌和大部分原核细胞的外层结构
位置
细胞膜外面
成分
植物：纤维素和果胶
细菌：肽聚糖
真菌；几丁质/壳多糖
功能
①保护细胞
②维持细胞形态
③加强细胞的机械强度
④参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。
全透性
课堂小结
细胞膜（质膜）
结构组成
结构探究历程（课外）
脂双层
膜蛋白
一定的流动性
选择透过性
结构特点
功能特点
细胞壁
对比
习题检测
1.下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是（ ）
A.细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类
B.细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂
C.脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要多
D.动物细胞膜中不仅含有磷脂，还有少量的胆固醇
答案：A
解析：细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，还有少量的糖类，糖类不是主要成分，A错误；细胞膜的功能复杂程度与蛋白质的种类、数量有关，B正确；脂质在细胞膜中的含量比蛋白质多，C正确；动物细胞膜中脂质包括磷脂和胆固醇，D正确。
习题检测
2.1972年，在新的观察和实验证据的基础上，桑格和尼克森提出的细胞膜的分子模型——流动镶嵌模型为大多数人所接受。已知胆固醇分子具有一个很小的亲水基团。下列相关叙述错误的是（ ）
A.细胞膜的基本支架——磷脂双分子层具有屏障作用
B.胆固醇可以分布在磷脂分子的亲水端和疏水端
C.具有运输作用的载体蛋白镶在磷脂双分子层表面
D.膜的流动性与磷脂分子和蛋白质分子的运动有关
答案：C
解析：磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用；胆固醇分子主要位于磷脂双分子层的疏水端，具有一个很小的亲水基团，与磷脂头部连接；具有运输作用的载体蛋白贯穿整个磷脂双分子层；膜不是静止不动的，而是具有流动性的，因为构成膜的磷脂分子可以运动，膜中的大多数蛋白质也能运动。
习题检测
3.生物膜的流动镶嵌模型并不完美，以下现象不能用细胞膜的流动镶嵌模型解释的是（ ）
A.小鼠细胞和人细胞的融合
B.胆固醇能经细胞膜自由扩散
C.神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性
D.生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同
答案：D
解析：小鼠细胞和人细胞的融合实验结果直接证明了细胞膜中的蛋白质分子可以运动，A不符合题意；胆固醇能自由通过细胞膜与细胞膜的流动性有关，B不符合题意；神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性，是以细胞膜的流动性为基础的，C不符合题意；生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同，只能说明生物膜由蛋白质和脂质分子组成，不能说明组成生物膜的分子是能移动的，不能体现生物膜的流动性，D符合题意。
习题检测
4.细胞膜由脂质、蛋白质、糖类组成，下列关于其成分和功能的说法正确的是（ ）
A.脂质丰富的细胞膜功能复杂
B.蛋白质种类和数量多的细胞膜功能复杂
C.糖类的多少决定着细胞膜功能的复杂程度
D.脂质含量达50%，对细胞膜的功能起决定性作用
答案：B
解析：细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质，其次还有少量糖类，脂质中主要是磷脂，磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者，细胞膜的功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关。

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