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(共24张PPT)
第1节 细胞膜的结构和功能
第3章 细胞的基本结构
目标
01
02
03
制备细胞膜的方法及细胞膜成分的鉴定。
（科学探究）
通过学习细胞膜结构的探索，体会科学发现的艰难，为科学奉献精神。（社会责任）
通过细胞膜功能，及流动镶嵌模型的学习建立结构与功能观。（生命观念）
教学目标
问题探讨
没有什么岁月静好，不过是有人替我们负重前行;奉献、使命、责任，在我们的边防战士身上体现的淋漓尽致。
边防线作为一个国家的边界，对于国家安全十分重要。系统的边界对系统的稳定至关重要。作为最基本生命系统的细胞。它的边界是什么呢
是细胞膜，也叫质膜。动植物细胞的界限一样吗？
结合教材问题探讨，思考一下植物细胞的边界为什么不是细胞壁呢？
主要功能：支持和保护。
植物的细胞壁起支持和保护的作用，具有全透性，并不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界。
植物、细菌、真菌细胞的边界还是细胞膜。
特性：全透性。
主要组成成分：
思考：植物细胞最外面是细胞壁，植物细胞的边界是否是细胞壁？
果胶和纤维素。
讨论：
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。
1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
台盼蓝不是细胞需要的物质，活细胞的细胞膜具有选择透过性，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。
具有控制物质进出的功能。
1.将细胞与外界环境分隔开
在原始海洋膜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。
2.控制物质进出细胞
细胞
需要的营养物质
可以进入
不需要的物质
不易进入
代谢废物
排出
抗体、激素
等物质
分泌出去
病菌、病毒等
可能侵入
有用的成分不会轻易流失到细胞外；
环境中一些对细胞有害的物质有可能进入
细胞膜的控制作用是相对的。
活细胞的细胞膜能够控制台盼蓝染料不进入细胞
细胞膜的功能特性：选择透过性
一、细胞膜的功能
①通过细胞分泌的化学物质间接传递信息
如胰岛素
靶细胞：接受信号分子的细胞
受体：靶细胞膜上与信号分子特异性结合的位点，一般为糖蛋白。
3.进行细胞间的信息交流
（信号分子）
靶细胞
受体
受体
内分泌细胞
与膜结合的信号分子
膜上接受信号分子的受体
②相邻两个细胞的细胞膜直接接触，进行信息交流。如精子和卵细胞识别结合
③相邻两个细胞之间形成通道进行信息交流。
如高等植物细胞之间通过胞间连丝
胞间连丝还有物质运输作用
胞间连丝
说出下列各实例分别体现了细胞膜的哪项功能：
1.新鲜的苋菜叶泡进凉水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁；
2.没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸡蛋黄与蛋清之间被结构分隔开 说明了其有什么功能？
3.鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉
手碰到火，为什么手臂的肌肉会收缩？
控制物质进出细胞
将细胞与外界环境分隔开
进行细胞间的信息交流
细胞膜的功能由细胞膜的 决定。
成分和结构
请阅读教材P42 -P43第一段对细胞膜成分和结构探索历程，回答以下问题并在课本上勾画出来（3min)
1.欧文顿做了什么实验？实验现象是什么？提出了什么假说？
2.为了进一步确定细胞膜脂质的成分科学家做了什么研究？得出什么结论
3.1925年科学家戈特和格伦德尔做了什么实验？得出了什么结论？
4.1935年丹尼利和戴维森推测细胞膜除了脂质还有其他的成分吗
二、细胞膜成分的探索
1.欧文顿（E.Overton）发现：
非脂溶性物质不容易通过细胞膜，脂溶性物质容易通过细胞膜。相似相溶原理
据此推测：_____________________
细胞膜是由脂质组成的。
科学家利用 ，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。
2.为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型：
得知：
组成细胞膜的脂质有______和________，其中_______含量最多。
胆固醇
磷脂
磷脂
哺乳动物成熟的红细胞特点：
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。
哺乳动物成熟的红细胞
组成细胞膜的脂质有_______和__________，其中________含量最多。
多个磷脂分子在水中总是自发地形成________________。
磷脂分子模型
结构式
分子示意图
亲水的“头”
疏水的“尾”
胆固醇
磷脂
双分子层
磷脂
在水中形成的磷脂双分子层模式图
3.1925年戈特和格伦德尔：
用_____从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的 。
丙酮
2倍
据此推断：________________________________________ _
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
空气
水层
实验现象：S单层磷脂 = 2S红细胞
细胞
水
水
细胞膜的两侧都是以水为基础的环境
4.1935年，英国学者丹尼利和戴维森：
他们发现细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。人们发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
据此推断：_______________________________________
细胞膜除脂质分子外，可能还附有蛋白质
细胞膜的成分
主要是磷脂、少量胆固醇（动物细胞膜）
在细胞膜行使功能时起重要作用
功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多（重点）
与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂。与细胞识别和信息传递有关。（P45）
脂 质：
（50%）
蛋白质：
（40%）
糖 类：
（2%-10%）
小结—细胞膜的成分：
提出假说：
实验：
时间：1959年
人物：罗伯特森
用电镜观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗－亮－暗三层结构。
细胞膜由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，中间亮层是脂质分子；是静态统一的结构。
图3-1 细胞膜结构电镜照片
三、细胞膜结构的探索
罗伯特森提出的“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治模型不能解释细胞膜的哪些功能？
能解释蛋白质可以帮助物质运输，不能解释细胞的细胞的生长、膜的变形能力等。
细胞膜具有流动性
“静态结构”
细胞的生长与分裂
白细胞追杀细菌
变形虫的变形运动
1970年，科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜表面蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。两个细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光；在37℃下经过40 min，两种颜色的荧光均匀分布。
细胞膜具有一定的流动性
(结构特性）
20世纪60年代，科学家应用冰冻蚀刻技术将细胞进行快速低温冷冻，用冷刀将细胞标本骤然冲断开。磷脂双分子层疏水端裂开，显示出蛋白质颗粒在膜中真实分布情况。电镜观察到细胞膜外层磷脂和内层磷脂表面都有凸起蛋白质颗粒，还有蛋白质随另一层磷脂离开之后留下的窟窿。
蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中。
体现了膜结构内外的不对称性
结构模型：
磷脂双分子层
蛋白质分子，分布体现了膜结构的不对称性
糖蛋白
糖脂
判断细胞膜外侧的依据
功能越复杂的细胞膜， 的种类和数量越多。
内容：
糖类与蛋白质结合形成糖蛋白或与脂质结合形成糖脂。这些糖类分子叫做糖被，与细胞识别和信息传递有关。
蛋白质
①磷脂，动物细胞膜还有胆固醇
②蛋白质：
③少量糖类：
（1）成分
蛋白质以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中。在物质运输等方面具有重要作用。
四、细胞膜流动镶嵌模型的基本内容
结构模型：
磷脂双分子层
蛋白质分子
糖蛋白
糖脂
判断细胞膜外侧的依据
内容：
主要磷脂（动物细胞膜还有胆固醇）和蛋白质，少量糖类
（1）成分：
（2）细胞膜的基本支架：
磷脂双分子层，其内部是磷脂分子疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过
（3）结构特点:
★细胞膜流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。
具有一定的流动性，磷脂分子可以侧向自由移动、膜中的蛋白质
大多也能运动
细胞膜
功能
结构：
流动镶嵌模型
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
主要内容
结构特点
磷脂双分子层: 基本支架
蛋白质: 镶嵌或贯穿在双磷脂分子层中
糖类: 形成糖蛋白或糖脂
具有一定的流动性
通过化学信号传递
相邻细胞接触传递
形成胞间通道传递
决
定
课堂总结：
1.在哺乳动物受精的过程中,精子能够与卵细胞相互识别。精子的头部进入卵细胞中,与卵细胞发生结合,当一个精子进入后,卵细胞发生变化,不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够(　　)
A.保障细胞内部环境的相对稳定 B.控制物质进出细胞
C.使卵细胞摄入所需要的精子 D.进行细胞间的信息交流
D
2.下列能正确表示细胞膜结构的是(　　)
B
3.下列关于细胞膜结构探索历程的说法,不正确的是(　　)
A.最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的
B.蛋白质—脂质—蛋白质结构模型认为细胞膜为静态的结构
C.流动镶嵌模型认为构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
D.蛋白质—脂质—蛋白质结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的
D
4.目前,细胞膜的流动镶嵌模型已被大多数人所接受,下图就是流动镶嵌模型的示意图。
(1)图中[⑥]　 　　的基本组成单位
是　　 　。构成细胞膜基本支架的
是[　　]　 　　　　　　。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[　　]　　 　。
(3)人鼠细胞融合的过程体现了细胞膜具有　　　性,这是因为
　　　　　　　　　　　
(4)位于细胞膜外侧的是　　　(填“A”或“B”)。
蛋白质
氨基酸
④
磷脂双分子层
③
糖蛋白
流动
构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动
A

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