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第1节 细胞膜的结构和功能
情景导入
一、细胞膜的功能
推测的原始海洋景观图
草履虫
原始海洋中有机物聚集进化出原始生命
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。
细胞膜出现
1.将细胞与外界环境分隔开
一、细胞膜的功能
一、细胞膜的功能
2.控制物质进出细胞
营养物质
废物
分泌物
病毒，病菌不容易进入
控制的相对性
功能特性：选择透过性
一、细胞膜的功能
3.进行细胞间信息交流
体
液
的
传
送
内分泌细胞
分泌的激素
靶细胞
靶细胞
与靶细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞
（1）间接交流
3.进行细胞间的信息交流
（2）直接交流
3.进行细胞间的信息交流
胞间连丝
（3）通道交流
思考：细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？
两个相邻细胞的细胞壁
胞间连丝
初生细胞壁
次生细胞壁
细胞壁
细胞膜
二、对细胞膜成分的探索
阅读教材42页“思考 讨论”小组讨论回答下列问题：
问题1：欧文顿实验的推论是什么？
问题2：欧文顿是如何得出这一推论的？
问题3：如何进一步研究构成细胞膜的脂质类型？
任务一
【资料1】科学家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，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，其中磷脂含量最多。
二、对细胞膜成分的探索
【思考1】为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？
哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器
【资料2】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。
亲水的头
疏水的尾
磷脂分子的结构
水
空气
【思考2】磷脂分子在空气—水界面上会怎样排布？
细胞内外均为水环境，磷脂分子应该怎样排布？
小组讨论，并尝试画出细胞中磷脂分子的排布图。
水
水
二、对细胞膜成分的探索
任务二
【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。
S2
S1
推论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
二、对细胞膜成分的探索
二、对细胞膜成分的探索
【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3】以上资料说明细胞膜中还可能含有什么物质？
蛋白质
二、对细胞膜成分的探索
【资料5】科学家陆续测定了不同细胞细胞膜的化学组成
生物膜 蛋白质/% 脂质/% 糖类/%
人的CNS髓鞘 20 79 1
人的红细胞膜 49 43 8
变形虫细胞膜 54 42 4
小鼠肝细胞膜 44 52 4
【思考4】根据以上资料概述细胞膜的组成成分
__________（约50%）
__________（约40%）
主要
成分
____________（约2%~10%）
________（主要）
_________（动物细胞膜具有）
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
胆固醇
细胞膜
总结：细胞膜的成分
【资料6】神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘也比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。
细胞膜的功能主要由 决定，功能越复杂的细胞膜，
的 和 越多。
【思考5】由上述材料可知，细胞膜的功能主要由哪一类物质决定？
蛋白质
蛋白质
种类
数量
课堂练习
1．如图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是(　　)
A．功能①在生命起源过程中具有重要作用
B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示
D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流
B
课堂练习
2．(2023·云南保山高一期末)如图是细胞间的3种信息交流方式，下列叙述错误的是(　　)
A．图1内分泌细胞产生的化学物质，随血液运输到全身各处，作用于靶细胞
B．图2可表示精子与卵细胞之间的识别
C．图中a表示受体，细胞膜上的受体是所有细胞间信息交流所必需的结构
D．图中b表示胞间连丝，是植物细胞间传递信息的通道
C
三、对细胞膜结构的探索
【资料7】1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，据此提出细胞膜的结构假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构构成。
蛋白质
蛋白质
脂 质
静态结构
三、对细胞膜结构的探索
【资料8】1959年，罗伯特森测定细胞膜的厚度为7－8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。
问题4：罗伯特森模型不能解释什么现象？
问题5：根据膜厚度的证据，提出你对细胞膜结构的猜想？
三、对细胞膜结构的探索
【资料8】1959年，罗伯特森测定细胞膜的厚度为7－8nm，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20nm。
问题4：罗伯特森模型不能解释什么现象？
问题5：根据膜厚度的证据，提出你对细胞膜结构的猜想？
三、对细胞膜结构的探索
【资料9】1970年，科学家用不同颜色荧光染料标记分别标记人细胞表面的蛋白质分子和鼠细胞表面的蛋白质分子，然后将人细胞和小鼠细胞融合。
【思考6】该实验能够得出什么结论？
细胞膜具有流动性
三、对细胞膜结构的探索
【资料10】科学家冰冻蚀刻电子显微法将细胞膜标本冰冻,然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面进行观察。
【思考7】该实验能够得出什么结论？
蛋白质分子部分嵌入或全部嵌入、贯穿于磷脂双分子层
三、对细胞膜结构的探索
【资料11】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，为多数人所接受。
四、流动镶嵌模型的基本内容
阅读教材P44—P45流动镶嵌模型的基本内容，
回答下列问题：
细胞膜的主要成分是什么？
细胞膜的基本支架是什么？
蛋白质在细胞膜上如何分布？
细胞膜具有流动性的原因是什么？
什么叫糖蛋白？有什么功能？
任务三
四、流动镶嵌模型的基本内容
1.细胞膜主要是由_______________和_______________构成的。
2._______________是构成膜的基本支架。
a.有的镶在磷脂分子层表面；
b.有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中；
c.有的贯穿于整个磷脂双分子层表面；
3.___________以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。
磷脂分子
蛋白质分子
磷脂双分子层
蛋白质分子
4.细胞膜上 和 可以流动，因而细胞膜不是静止不动的，而是具有 。
四、流动镶嵌模型的基本内容
5.在细胞膜外表面，糖类分子与蛋白质结合形成_________，或与脂质结合形成_______，这些糖类分子叫做_______。
【注意】糖蛋白通常位于细胞膜的外侧，与细胞表面的识别、信息传递等密切相关。
磷脂分子
大多数蛋白质分子
流动性
糖蛋白
糖脂
糖被
【小结】
细胞膜
细胞膜成分
主要成分：
成分特点：
细胞膜功能
将细胞与环境分隔开
控制物质出入细胞
进行细胞间信息交流
细胞膜结构
基本支架：
磷脂双分子层
结构特点：
具有一定的流动性
脂质和蛋白质，还有少量糖类
脂质中磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多
1.据细胞膜结构示意图，回答下列问题：
(1)图中[a]是 ，具有 、保护、__ ___等作用。根据a可以判断细胞膜的内外侧，因为a只分布于细胞膜的 。
(2)图中[b]是 ，其疏水性“ ”相对，亲水性“ ”向外，构成膜的基本支架。
(3)图中[c]是 ，镶嵌在膜的基本支架上。
(4)不同细胞膜中的蛋白质 不同，功能越 的细胞中，其细胞膜上蛋白质的种类和数量 。
课堂练习
课堂练习
2.对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程，下列结论或假说对应错误的是(　　)
根据脂溶性物质更易通过细胞膜推测细胞膜是由脂质组成的
根据提取的哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层
根据电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，罗伯特森认为所有的细胞膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成
小鼠细胞和人细胞融合实验可证明细胞膜具有流动性
C
课堂练习
3.用绿色荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，待荧光分布均匀后，在细胞膜上选定需进行漂白的部位，用激光照射使荧光分子内部结构发生不可逆改变，从而使此部位的荧光消失。一段时间后，漂白部位荧光会有一定程度的恢复。下列有关叙述错误的是(　　)
A．绿色荧光在膜上一般不呈均匀分布状态
B．根据荧光恢复速度可推算细胞膜中蛋白质分子的运动速度
C．漂白部位荧光一定程度的恢复是因为细胞膜具有流动性
D．漂白部位荧光的恢复是因为被标记蛋白质恢复空间结构
D
阅读教材第46页拓展应用2“脂质体药物”相关内容并回答相关问题。
利用废旧物品制作生物膜模型。
【课后作业】
谢谢！

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