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(共24张PPT)
第1课时 细胞膜的功能和对膜
成分的探索
第1节 细胞膜的结构和功能
第3章 细胞的基本结构
能举例说明细胞膜的功能。
能概述细胞膜成分的探索过程。
情境1 感受鸡蛋里面的“卵黄膜”
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是 ，也叫 。
细胞膜
质膜
国家有边界，人体也有边界，那么细胞有边界吗？这个边界是什么？
细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中起什么作用呢？
【任务①】分析资料，总结细胞膜具有的功能：
资料1：原始的生命诞生于海洋，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
1.将细胞与外界环境分隔开
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。
保障了细胞内部环境的相对稳定。
①对进化的意义：
②对细胞的作用：
一、细胞膜的功能
资料2：鉴别动物细胞是否死亡常用台
盼蓝染液。用它染色时，为什么死细胞
会被染成蓝色，而活细胞不会着色？
死细胞
活细胞
台盼蓝不是细胞所需要的物质，活细胞的细胞膜能阻止其进入细胞，死细胞的细胞膜不能阻止其进入细胞。
2.控制物质进出细胞
①哪些物质可进入细胞？
哪些物质可出细胞？
哪些物质不可出细胞？
②细胞不需要的物质一定不能进入细胞吗？
不是！
细胞膜的控制作用是相对的！
细胞膜的功能特点是：
。
具有选择透过性
资料3：生长在污泥中的莲能“出淤泥而不染”。
资料4：细胞膜的控制作用是相对的，有些病毒可以进入细胞危害人体。我们可以通过打疫苗预防一些病毒引起的疾病。打疫苗时，虽然打的胳膊，但是你却在大脑皮层产生痛觉，这是为什么？
3.进行细胞间的信息交流
对于多细胞生物，为什么要有上述功能？
在多细胞生物内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。
（1）化学物质（间接交流）：
细胞通过分泌化学物质（如激素），与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
◆靶细胞：接受信号的细胞
◆受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点。
①化学本质：糖蛋白
②作用：接受激素等化学物质的信号
③特点：专一性(一种受体只能识别一种或者一类物质)
有些小分子（如性激素）的受体位于细胞内。
受体
信号分子
【任务②】自主阅读P41，描述细胞间信息交流的三种方式：
(2)细胞膜直接接触：
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。
如（同种生物的）精卵识别和结合。
思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？
受体
胞间连丝
强调：通道交流不需要细胞膜上的受体。
除了以上三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。
（3）植物细胞通过 传递信息。
通道（胞间连丝）
情境2 感受草履虫的运动
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的！
感受草履虫的运动，细胞膜应有怎样的成分和结构才能支持这些我们看到的现象呢？
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞
膜的通透性
【任务③】阅读教材P42对细胞膜成分的探索历程，然后回答问题。
二、对细胞膜成分的探究历程
(1)根据相似相溶原理，你认为细胞膜中含有什么物质？
(2)这样的判断是推测（假说）还是结论？
【资料1】1895年，欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不易溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。
溶于脂质的物质
不溶脂质的物质
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
脂质
假说
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞
膜的通透性
【资料2】20世纪初，为了确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家研究了动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等多种细胞，最终选择了哺乳动物成熟的红细胞，第一次制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
(1)为什么选择哺乳动物的成熟红细胞提取细胞膜？
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
哺成红细胞→吸水涨破→过滤离心→化学分析
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
优点：无细胞壁利于吸水涨破；无核膜和众多细胞器膜干扰利于提纯细胞膜。
(2)怎样才能获得细胞膜？
提出假说
验证
假说
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞
膜的通透性
【资料2】20世纪初，为了确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家研究了动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等多种细胞，最终选择了哺乳动物成熟的红细胞，第一次制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【教P42讨论1】最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与鉴定？
对现象的推理分析——提出假说
对膜成分的提取鉴定——验证假说
验证
假说
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞
膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【化学知识】磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的小分子。磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，是两性分子。
亲水的头部
疏水的尾部
脂肪酸链
磷酸基团
甘油
胆碱
验证
假说
水面排布
水中排布
水
空气
空气
水中
【提出假说】请推测并画出多个磷脂分子在空气-水界面和水中的排布图，进而为细胞膜上的磷脂分子的排布方式提出一种合理的假说。
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞
膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【提出假说】细胞膜上的磷脂呈 排列
【教P42讨论2和3】根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气-水界面上铺展成单分子层，而在水中却排列成单或双分子层？
因为:头部 →接触水，尾部 →避开水
亲水
疏水
水
空
双分子层
【教P42讨论3】
验证
假说
假说
细胞膜磷脂呈双层排列
水
水
水
【教P42讨论4】如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？请画图说明。
苯
苯
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞
膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
验证
假说
假说
细胞膜磷脂呈双层排列
水面排布
水中排布
水
空气
空气
水中
【提出假说】请推测并画出多个磷脂分子在空气-水界面和水中的排布图，进而为细胞膜上的磷脂分子的排布方式提出一种合理的假说。
【提出假说】细胞膜上的磷脂呈 排列
水
空
双分子层
【教P42讨论3】
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的 层。
1925年戈特和格伦德尔将人
红细胞膜磷脂铺展成单分子
推断：细胞膜磷脂必然排列
为连续的 层
戈特（E.Gortet)
格伦德尔(F.Grendel)
S1
S2
人红细胞
丙酮
S2＝2S1
两
两
验证
假说
假说
细胞膜磷脂呈双层排列
①单分子层面积=2倍红细胞表面积
②人红细胞无核膜和细胞器膜，只有细胞膜
【教P42讨论2】科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？
【延伸思考】若用蛙红细胞代替人红细胞，则单分子层面积 2×细胞膜面积。
＞
因蛙红细胞含核膜
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的 层。
1925年戈特和格伦德尔将人
红细胞膜磷脂铺展成单分子
推断：细胞膜磷脂必然排列
为连续的 层
S1
S2
人红细胞
丙酮
S2＝2S1
两
两
验证
假说
假说
细胞膜磷脂呈双层排列
【资料3】1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
C
B
A
D
验证 假说
“细胞膜磷脂呈双层排列”
水
水
水
水
水
水
水
水
水
细胞膜磷脂呈双层排列是对的
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
1925年戈特和格伦德尔将人
红细胞膜磷脂铺展成单分子
推断：细胞膜磷脂必然排列
为连续的 层
S1
S2
人红细胞
丙酮
S2＝2S1
两
验证
假说
假说
细胞膜磷脂呈双层排列
【走进医学】脂质体(脂双层)在“生物导弹”上的应用。
观察图片中运载药物的脂质体的特点，分析回答问题。
1.图中有两类药物：脂溶性药物和水溶性药物，请在图上标注。
2.嵌入抗体在运载体上能稳定存在并发挥作用，则抗体在结构上具有什么特点？
3.请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞发挥作用？
4.该脂质体的研究应用依据了细胞膜的哪些功能？
一端具疏水性，另一端能识别抗原
膜融合
控制物质进出、信息交流
保护性结构
(导向)
抗体
脂双层
脂质体
脂溶性
药物
水溶性
药物
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【资料4】1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danieli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果附着蛋白质成分则表面张力会降低。因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附着 。
1925年戈特和格伦德尔将人
红细胞膜磷脂铺展成单分子
推断：细胞膜磷脂必然排列
为连续的 层
两
1935年丹尼利和戴维森探究
细胞膜的表面张力
推测：细胞膜除含脂质分子
分子外，可能还附有
蛋白质
蛋白质
细胞膜 = 脂双层 +
细胞膜除脂质外可能还附有蛋白质
表面张力大小的测定结果
细胞膜(脂双层+？) ≈ 油脂滴+蛋白质 ＜ 油脂滴(油水界面)
其他物质
【最合理假说】
推测
推测
假说
如何验证该假说呢？
验证
验证
假说
假说
验证
细胞膜磷脂呈双层排列
方法2
方法1
（沉淀消失）
【验证假说】请设计实验验证细胞膜上存在蛋白质。
（显紫色）
蛋白酶溶液
双缩脲试剂
1
2
3
4
1895年欧文顿探究植物细胞膜的通透性
推测:细胞膜是由 组成的
脂质
190X年科学家首次提纯分析
哺成红细胞膜的脂质成分
得知:______(多)、_______
磷脂
胆固醇
【资料4】1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danieli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果附着蛋白质成分则表面张力会降低。因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附着 。
1925年戈特和格伦德尔将人
红细胞膜磷脂铺展成单分子
推断：细胞膜磷脂必然排列
为连续的 层
两
1935年丹尼利和戴维森探究
细胞膜的表面张力
推测：细胞膜除含脂质分子
分子外，可能还附有
蛋白质
蛋白质
假说
验证
验证
假说
假说
验证
细胞膜磷脂呈双层排列
【验证假说】下表是近年对多种细胞细胞膜成分的化学分析结果，请分析它们的相同点。
细胞膜 种类 人体 红细胞 猪 红细胞 猪 肌细胞 猪小肠上皮 小鼠 肝细胞 变形虫
蛋白质 49 42 36 50 44 54
脂质 磷脂 43 43 60 44 52 42
胆固醇 少量 10 少量 少量 少量 少量
糖类 8 5 4 6 4 4
脂质50%
蛋白质40%
糖类2~10%
主要成分
次要
主要成分
次要
最多
磷脂
胆固醇
脂质
50%
蛋白质
40%
糖类
2~10%
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
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。
脂 质：
（50%）
蛋白质：
（40%）
糖 类：
（2%-10%）
思考：脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的？
注：细胞膜的成分并不是一成不变的，如细胞癌变时，糖蛋白含量下降。

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