资源简介

(共52张PPT)
一、准备好课本，笔记本。
二、课上要大声回应。
三、认真听课，聚精会神。
课
前
要
求
水
（70%~90%）
蛋白质
（7%~10%）
糖类和核酸
（1%~1.5%）
脂质
（1%~2%）
组成细胞的主要化合物及相对含量
无机盐
（1%~1.5%）
将组成细胞的分子等比例放入烧杯，能不能完成各项生命活动？是不是生命系统？
第3章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜的结构和功能
一、学习目标
二、重难点
1.概括细胞膜的三大功能。
2.流动镶嵌结构模型。
3.理解细胞膜结构与功能相适应的观点。
1.通过对细胞膜成分和结构探索历程的研究分析，培养科学探究能力
2.通过对细胞膜流动镶嵌模型的学习，培养模型和建模的科学思维方式
3.通过对细胞膜功能的学习，形成结构与功能相适应的生命观念
细胞的边界：细胞膜
感受细胞膜的存在
鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞，未受精的鸡蛋中，
鸡蛋黄可以看作是一个卵细胞。
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？
活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，所以活细胞没有被染色
2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
植物细胞的边界也是细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的
【感受膜的功能】
自主学习，质疑交流
阅读课本P40-41，概括细胞膜的功能
细胞膜的功能：
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；
合作学习，展示反馈
阅读课本P40-41，完成下面问题
1.细胞膜的出现在生命起源中有什么重要意义？
2.为什么用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红？
3.哪些物质能进出细胞膜？哪些不能？
4.细胞之间如何进行信息交流？
保障了细胞内部环境的 。
相对稳定
使细胞成为_________的系统
相对独立
细胞膜的出现
将细胞和外界环境分开
1.细胞膜的出现在生命起源中有什么重要意义？
2.为什么用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红？
高温加热破坏了苋菜的细胞膜，导致细胞膜控制物质进出细胞的功能丧失，使细胞内的物质流出。
营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等）
不需要、有害的物质（如细菌、病毒等），控制作用有限
抗体、激素等
细胞合成并分泌
代谢废物
（CO2、尿素等）
代谢废物
选择透过性
功能特点：
3.哪些物质能进出细胞膜？哪些不能？
细胞膜的控制作用是相对的
(不易进入)
青蛙会排出精子和卵细胞在水中受精形成受精卵，当青蛙的卵细胞遇上鱼类的精子还会发生受精作用吗？
蜜蜂为植物传粉时，是不分植物的种类的，雌蕊的柱头上有多种不同植物的花粉，但只有同种物的花粉能萌发出花粉管，为什么？
4.分析资料思考：细胞之间如何进行信息交流？
受体
通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。
例：精子和卵细胞的之间的识别和结合
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
精子和卵细胞之间的识别和结合
直接交流且需要受体
4.细胞之间如何进行信息交流？
细胞分泌化学物质(如激素)，作为信号分子，通过血液运输到全身各处， 与靶细胞膜表面的 特异性结合传递信息。
受体
靶细胞
受体：糖蛋白
一种受体只能识别一种或者一类物质
间接交流
且需要受体
相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，从而进行信息交流。
相邻两细胞之间形成通道，来传递信息
胞间连丝
通道交流不需要细胞膜上的受体
还可以进行物质交换
1.分泌的化学物质一定需要血液运输才能到达靶细胞吗？
2.信息交流都需要受体参与吗？
习题巩固
小结：细胞膜的功能
细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开
进行细胞间的信息交流
控制物质进出细胞
病毒病菌
营养物质
废物
分泌物
控制作用是相对的
细胞膜具有选择透过性
类型
化学物质传递
通道传递
接触传递
如激素、神经递质、细胞因子
如胞间连丝
如精卵识别、细胞毒性T细胞与靶细胞接触
细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定
需要受体
需要受体
不需要受体
SZ-LWH
1．超滤净水器制出来的水既能彻底滤除掉水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，又能保留水中原有的微量元素和矿物质，补充我们日常所需。这是试图模拟细胞膜的哪一项功能(　　)
A．将细胞与外界环境分隔开的功能
B．控制物质进出细胞的功能
C．保护功能
D．进行细胞间信息交流的功能
B
2.如图表示细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法错误的是（ ）
A．功能①可保障细胞内部环境的相对稳定
B．功能②证明对进出细胞的物质没有选择性
C．内分泌细胞分泌的某些激素将信息传递给靶细胞，可用图中③表示
D．高等植物细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进行信息交流，
可用图中④表示
B
资 料 时 间 科学家 进行实验过程或实验发现 结果
第1段
第2段
第3段
第4段
第5段
阅读教材P42页5段内容 ，完成下列表格。
1895年
欧文顿
研究植物细胞膜的通透性，发现溶于脂质的物质容易通过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
推测
合作学习，展示反馈
对细胞膜成分的探索
据此推测
膜是由脂质组成的
●
●
细胞膜
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
●
●
●
●
●
●
●
●
与化学的联系:相似相溶原理：
“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似,“相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。
资 料 时 间 科学家 进行实验过程或实验发现 结果
第1段
第2段
第3段
第4段
第5段
1895年
欧文顿
研究植物细胞膜的通透性，发现溶于脂质的物质容易通过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
推测
利用哺乳红细胞制备了较纯净的细胞膜，并对其进行了化学分析
确定
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多
磷脂的头部具有亲水性，尾部具有疏水性
现象
许多磷脂分子在水中时自发形成双分子层
水
空气
多个磷脂分子在水中:
在水空气界面上磷脂分子:
资 料 时 间 科学家 进行实验过程或实验发现 结果
第1段
第2段
第3段
第4段
第5段
1895年
欧文顿
研究植物细胞膜的通透性，发现溶于脂质的物质容易通过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
推测
利用哺乳红细胞制备了较纯净的细胞膜，并对其进行了化学分析
确定
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多
磷脂的头部具有亲水性，尾部具有疏水性
现象
许多磷脂分子在水中时自发形成双分子层
1925年
戈特、
格伦德尔
用丙酮从人红细胞提取脂质,在空气水界面上铺展成单分子层,其面积为红细胞表面积的2倍
推测
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的2层。
1935年
丹尼利、
戴维森
细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力(已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低)
细胞膜除了含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
推测
科学家在提取纯净的细胞膜时为什么选用哺乳动物的红细胞来制备纯净的细胞膜
哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，便于提取出纯净的细胞膜
正常的红细胞
涨破的红细胞
思考：
成分分析
主要是 ，动物细胞膜还有胆固醇。
与膜的功能有关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 越多。
主要在细胞膜外侧，与蛋白质/脂质结合形成糖蛋白
（糖脂）。
脂质
约50%
蛋白质
约40%
糖类
少量
磷脂
种类和数量
主要存在于动物细胞膜中
判断细胞膜内外的主要依据
小结：细胞膜的成分
三、细胞膜成分的鉴定方法
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解
磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 双缩脲试剂 紫色
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，
是一种静态的统一结构。
对细胞膜结构的探索
1959年，罗伯特森——静态的统一结构
（1）方法
在电子显微镜下观察细胞膜。
（2）现象
细胞膜呈现清晰的暗—亮—暗的三层结构。
（3）结论
膜上的蛋白质对称地平铺在磷脂的两侧
细胞膜是一种静态的统一结构
如果细胞膜是静态的，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、运动等现象都难以解释。
20世纪60年代，质疑静态模型
（1）理由
（2）推测
质疑细胞膜是静态的观点，细胞膜应该能够流动。
变形虫摄取草履虫
酵母菌出芽生殖
受精卵卵裂
结论:蛋白质镶在、嵌入、贯穿磷脂双分子
1970年人鼠细胞融合实验
（1）方法
（2）现象
（3）结论
荧光标记法
开始一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。
在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光均匀分布。
细胞膜具有流动性
细胞融合初期
人鼠杂交细胞
细胞融合
细胞融合
37°
培养40min
人细胞
鼠细胞
红色荧光素标记的抗体
绿色荧光素标记的抗体
（1）方法
（2）结论
1972年，辛格和尼科尔森
新的观察和实验证据。
提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型的基本内容
磷脂分子
磷脂双分子层
蛋白质分子
（镶在、嵌入、贯穿磷脂双分子层中）
糖蛋白
糖脂
糖被：识别、信息传递
细胞膜外
细胞膜内
这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用
一层生物膜
＝一层磷脂双分子层
＝两层磷脂分子
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，具有屏障作用
细胞膜上的糖类
（基本支架）
特异性
流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容：
成分:
基本支架
蛋白质:
结构特点
功能特点:选择透过性
蛋白质+脂质(主要) 少量多糖
磷脂双分子层:
镶在磷脂双分子层表面
嵌入磷脂双分子层中
贯穿整个磷脂双分子层
(体现膜的不对称性）
多糖：
形成糖被（在细胞膜外侧）
识别、细胞间的信息传递等
大多可以运动
具有一定的流动性
侧向自由移动
温度：一定范围内，温度升高，膜流动性加快
质壁分离、变形虫运动、胞吞胞吐、细胞融合、白细胞的吞噬作用等
与膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多
具有选择透过性
水分子、被选择的离子和小分子可以通过，
大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。
用台盼蓝染色法判断细胞的死活。
功能特点
内容
表现
原因
应用
载体的种类和数量
遗传性
选择性
决定
细胞膜的结构和功能特点
区别
结构特点：具有流动性
功能特点：选择透过性
联系
膜只有具有流动性，才能表现其选择透过性，细胞膜中部分蛋白质充当了载体，运输物质进出细胞，只有它是运动的，才能运输物质。
生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础
脂溶性药物
水溶性药物
膜流动性在医学上的应用：
膜流动性在医学上的应用：
1.制取纯净的细胞膜材料选择 ，因为它没有
等结构，方法是将材料放在 里吸水涨破，然后进行提取获得细胞膜。
2.细胞膜的主要成分是 和 ，磷脂含量最丰富，另外还有少量 。
3.细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量 。
3.癌细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，例如甲胎蛋白，癌胚抗原会 ，糖蛋白数量会 ，细胞粘着性降低，因此癌细胞易扩散。
哺乳动物成熟的红细胞
细胞核、细胞器
清水
脂质
蛋白质
糖类
越多
增多
减少
细胞膜丨系统的边界
功能
成分
结构
膜成分的探索
流动镶嵌模型
基本支架：
磷脂双分子层，磷脂头部在外，疏水端的尾部在内
蛋白质分布：
以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中
有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层
结构特点：
具有流动性
磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多也能运动
膜结构的探索
糖被：
分布在细胞膜外表面的糖类，与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂
功能：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能相关
①将细胞与外界环境分隔开
②控制物质进出细胞
进：
细胞需要的营养物质可进
细胞不需要的物质不容易进，有些病毒病菌也能侵入
出：
抗体激素等物质可分泌到细胞外、代谢废物可排出
胞内有用成分不会轻易流失
③进行细胞间信息交流
方式：
内分泌细胞分泌激素，通过血液运输传递给靶细胞
相邻两细胞直接接触，如：精子和卵细胞
细胞之间形成通道，如高等植物细胞之间通过胞间连丝交流信息
信息
受体
一般都有受体，不一定在细胞膜上
控制作用是相对的
功能特点：选择透过性
主要由脂质和蛋白质组成
还有少量的糖类
脂质约占50%，磷脂最丰富，动物细胞膜还有少量胆固醇
蛋白质约占40%，细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类数量越多
糖类占2%-10%
水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用
当堂检测
1.右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。
(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同
由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。
(2)请推测:脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用
由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
2．科学家在实验中发现，细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明组成细胞膜的物质中有(　　)
A．糖类和蛋白质 B．蛋白质和核酸
C．糖类和脂质 D．脂质和蛋白质
D
3．细胞膜非常薄，使用高倍显微镜也难以看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。下列关于细胞膜成分和结构探索历程的叙述正确的是(　　)
A．欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析提出细胞膜是由脂质组成的
B．对细胞膜表面张力的研究推测出膜中附有蛋白质
C．尼科尔森在电镜下观察到细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
D．流动镶嵌模型认为细胞膜的磷脂分子和全部蛋白质分子都是可以运动的
B
4.基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。
（ ）
(2)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，
而对细胞有害的物质则不能进入。 （ ）
(3)向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。 （ ）



5.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。
下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
B
6.在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比:窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方
把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如，窗纱是一种简单的刚性结构，功能较单纯，细胞膜的结构和功能要复杂得多；细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而窗纱是没有生命的，它只能被动地起作用。
下 课
Thanks!
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