資源簡介

(共39張PPT)
國家的邊界：邊防線等
人體的邊界：皮膚和黏膜
細胞的邊界——細胞膜（質膜）
植物細胞
動物細胞
第1節 細胞膜的結構和功能
細胞膜成分的探索
細胞膜結構的探索
考點一
細胞膜的功能
目
錄
CONTENTS
考點二
考點三
1
將細胞和外界環境分開
【思考】細胞膜作為系統的邊界，它在細胞的生命活動中起什么作用？
無機物→簡單有機物→復雜有機物→原始生命體
意義：保障細胞內部環境的相對穩定
資料1：科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質注入變形蟲體內，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能逸出細胞。
資料2：科研上鑒別死細胞和活細胞，常用“染色排除法”。例如，用臺盼藍染色，死的動物細胞會被染成藍色，而活的動物細胞不著色，從而判斷細胞是否死亡。
【思考】為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？
死 細 胞
活 細 胞
2
控制物質進出細胞
需要的
營養物質
抗體、激素等分泌物
代謝廢物
不需要的物質、
病毒、病菌及有害物
可以進
不容易進
可以出
不易出
有用的
成分
①細胞膜有________性，
控制作用是_____的
相對
活細胞的細胞膜具有選擇透過性，
染料臺盼藍是細胞不需要的物質，
不易通過細胞膜，因此活細胞
不被染色。死細胞的細胞膜失去
控制物質進出細胞的功能，臺盼藍
能通過細胞膜進入細胞，死細胞能
被染成藍色。
選擇透過
為什么活細胞不能被臺盼藍染色，
而死細胞能被染色？
②驗證細胞膜具有控制物質進出的功能
用涼水洗莧菜水不變色，而炒或者煮湯汁都會變紅
利用有顏色的植物組織，將其放入無色
溶液中，然后再用高溫、強酸或強堿等
處理，觀察處理前后溶液顏色是否變化
激素
血 液
靶細胞
內分泌細胞
受體：蛋白質
3
進行細胞間的信息交流
（1）間接交流：通過細胞分泌的化學物質（如激素）傳遞信息
在多細胞生物體內，各個細胞都不是孤立存在的，它們之間必須保持功能的協調，才能使生物體健康地生存。這種協調性的實現不僅依賴于物質和能量的交換，也有賴于信息的交流。
靶細胞
發出信號的細胞
與膜結合的信號分子
膜上接受信號分子的受體
相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。
例如，精子和卵細胞之間的識別和結合。
演示
（2）直接交流：通過細胞膜直接接觸傳遞信息
強調：只有同種生物的精子和卵細胞能夠識別和結合。
3
進行細胞間的信息交流
思考：所有細胞間的信息交流都需要膜上的受體嗎？
3
進行細胞間的信息交流
胞間連絲
（3）植物細胞通過 傳遞信息。
通道（胞間連絲）
筆記：通道交流不需要細胞膜上的受體
細胞膜的功能
1.將細胞與外界環境分隔開
2.控制物質進出細胞
3.進行細胞間的信息交流
間接交流
直接交流
通道交流
膜功能小結：
1.細胞之間通過信息交流,保證細胞間功能的協調。關于細胞間信息交流的說法錯誤的是 ( )
A. B細胞與乙細胞上受體化學本質是糖蛋白
B. 圖2可以表示精子與卵細胞的識別
C. 細胞膜上的受體是細胞間信息交流必不可少的結構
D. 圖2中的1為信號分子
√
1.（2017·全國卷Ⅰ，1） 細胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細胞分泌的雌激素作用于乳腺細胞的過程中，以及精子進入卵細 胞的過程中，細胞間信息交流的實現分別依賴于（　　）
A.血液運輸，突觸傳遞 B.淋巴運輸，突觸傳遞
C.淋巴運輸，胞間連絲傳遞 D.血液運輸，細胞間直接接觸
2. (2017·全國卷Ⅰ，2改編)下列關于細胞結構與成分的敘述，錯誤的是
A. 細胞膜的完整性可用臺盼藍染色法進行檢測
B. 檢測氨基酸的含量可用雙縮脲試劑進行顯色
C. 利用花生切片進行脂肪鑒定時，可以在顯微鏡下觀察到橘黃色顆粒
D. 斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液，可被葡萄糖還原成磚紅色
√
√
閱讀教材42頁“對細胞膜成分的探索”
思考討論中的問題
【思考】細胞膜的功能是由什么決定的？
結構→功能
細胞膜
非脂溶性物質
脂溶性物質
膜是由脂質組成的
相似相溶原理
【資料1】1895年歐文頓：多種物質對膜的通透性實驗
【思考】歐文頓對細胞膜的組成成分作出怎樣的推測？
1
細胞膜成分的探索
溶于脂質的物質容易通過細胞膜，不溶于脂質的物質，不容易通過細胞膜。
【資料2】科學家利用哺乳動物成熟紅細胞作為實驗材料，制備出純凈的細胞膜，并對細胞膜的成分進行分析
【思考】為什么選擇哺乳動物成熟紅細胞來制備細胞膜？
①無細胞壁，細胞容易吸水漲破；
②無細胞核和眾多的細胞器，易制得純凈的細胞膜。
得出組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。
【磷脂】是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子。磷酸“頭部”是親水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。
親水的頭
疏水的尾
磷脂分子的結構（P42）
水
空氣
【思考】磷脂分子在空氣——水界面上會怎樣排布？
筆記：磷脂的元素組成C H O N P，頭部親水，尾部疏水。
【資料3】1925年，兩位荷蘭科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
【問題1】該實驗得出了怎樣的推論？
水
水
【問題2】細胞膜上的磷脂分子是怎樣排列的？
水
水
1層細胞膜含2層磷脂分子
教材深挖：將人的肝細胞中的磷脂全部提取出來，鋪成單分子層，其面積是肝細胞表面積的2倍嗎？為什么？
大大超過2倍，肝細胞具有多種具膜的細胞器和細胞核
討論4：如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會
如何分布？
磷脂的“頭部”將與水接觸，“尾部”與苯接觸，磷脂分子
分布成單層。
【資料4】1935年，英國學者丹尼利和戴維森發現細胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力；當時人們已經知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質，其表面張力降低。
【思考】以上資料說明細胞膜中還可能含有什么物質？
推測：細胞膜除含有脂質分子外，可能還附有蛋白質。
細胞膜
_____（約50% ）
_______（約40% ）：
糖類（2%～10%）
_____（主要 ）
膽固醇 (動物細胞膜具有)
與細胞膜功能密切相關
脂質
磷脂
蛋白質
C、H、O、N、P
2
細胞膜的成分
【資料5】神經髓鞘的蛋白質含量不僅少，而且蛋白質種類只有3種。神經髓鞘也比較簡單，主要起絕緣作用。紅細胞、肝細胞、大腸桿菌的細胞膜都承擔著非常復雜繁多的生理功能，它們的細胞膜中蛋白質的種類和數量均較多。
細胞膜的功能主要由 決定，功能越復雜的細胞膜， 的
和 越多。
【思考】由上述材料可知，細胞膜的功能主要由哪一類物質決定？
蛋白質
蛋白質
種類
數量
細胞膜成分的探索
細胞膜結構的探索
考點一
細胞膜的功能
目
錄
CONTENTS
考點二
考點三
1
細胞膜結構的探索
(1)1959年，羅伯特森
①方法：在電子顯微鏡下觀察細胞膜。
②現象：細胞膜呈現清晰的______________的三層結構。
③結論：所有的細胞膜都由______________________三層結構構成，是一種______的統一結構。
暗—亮—暗
蛋白質—脂質—蛋白質
靜態
分析：“三明治模型”的靜態結構模型不能解釋哪些功能？
不能解釋細胞的生長、變形蟲變形、白細胞吞噬細菌、受精時細胞融合等。
兩層暗
一層亮
(2)1970年，人鼠細胞融合實驗
①方法：________法(如圖)。
②現象：
a．開始：一半發________，另一半發________。
b．在37 ℃下經過40 min后兩種顏色的熒光________。
c．結論：細胞膜具有______。
(3)1972年，辛格和尼科爾森
①方法：新的觀察和實驗證據。
②結果：提出為大多數人所接受的____________。
熒光標記
綠光熒光
紅色熒光
均勻分布
流動性
流動鑲嵌模型
1
細胞膜結構的探索
【提出假說】細胞膜結構的探索過程，反映了提出假說這一科學方法的作用。科學家首先根據已有的知識信息，提出解釋某一生物學問題的一種假說，再進一步觀察與實驗對已建立的假說進行修正和補充。一種假說最終被接受或被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實驗結果相吻合！
【科學方法】
【自主學習】
朗讀教材P44—P45關于流動鑲嵌模型的基本內容，回答下列問題：
1.細胞膜的基本支架是什么？
2.蛋白質在細胞膜上如何分布？
3.細胞膜具有流動性的原因是什么？
4.什么叫糖蛋白？有什么功能？
①A為_____________，是膜的基本支架；
②B為____________，鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的___在表面，有的部分或全部______，有的______磷脂雙分子層；
③細胞膜具有______性：磷脂分子側向自由移動，大多數蛋白質可以運動；
④糖類和蛋白質結合形成C( )，與脂質結合成D( )，這些糖類叫作_______，和細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有關。
磷脂雙分子層
蛋白質分子
鑲
嵌入
貫穿
流動
糖蛋白
糖脂
糖被
嵌
貫穿
鑲
冰凍蝕刻電子顯微法
A
B
C
D
2
流動鑲嵌模型的主要內容
細胞壁具有全透性，無法在細胞壁內制造一個穩定的內部環境，因此細胞壁不是細胞的生命系統的邊界。
細菌細胞壁
植物細胞壁
真菌細胞壁
☆溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解幾丁質，所以溶菌酶能殺死細菌，卻對真菌基本沒作用。
拓展：細胞壁的成分與功能
纖維素和果膠
肽聚糖
幾丁質
細 胞 膜
成分與結 構
功 能
2.控制物質相對進出
3.信息交流
1.將細胞與外界分隔
脂 質
蛋白質
糖 類
磷脂雙分子層-基本支架
鑲、嵌、貫穿
糖蛋白
功能特點
結構特點
（選擇透過性）
（流動性）
【課堂小結】
1.對細胞膜成分和結構的探索經歷了漫長的過程，下列結論或假說對應錯誤的是
A.根據脂溶性物質更易通過細胞膜推測細胞膜是由脂質組成的
B.根據提取哺乳動物成熟紅細胞的脂質鋪展成的單分子層的面積是該紅
細胞表面積的2倍，推測細胞膜中的磷脂分子排列為連續的兩層
C.根據電鏡下細胞膜呈清晰的暗—亮—暗三層結構，羅伯特森認為所有
的細胞膜都由脂質—蛋白質—脂質三層結構構成
D.小鼠細胞—人細胞融合實驗可證明細胞膜具有流動性
√
2.如圖為細胞膜的流動鑲嵌模型。下列各項中，不是細胞膜中磷脂分子形成雙層結構原因的是
A.磷脂分子有親水的頭部
B.磷脂分子有疏水的尾部
C.細胞膜內外環境都是水環境
D.使細胞膜結構更加堅固
√
3.科學家通過實驗發現：將分散的小鼠組織細胞和人組織細胞進行混合培養，同種細胞之間會出現“識別”現象，最終導致小鼠組織細胞黏連在一起，人組織細胞黏連在一起，對此現象合理的解釋是
A.兩種細胞膜所含的主要成分不一樣
B.兩種細胞膜的結構不一樣
C.兩種細胞膜上糖蛋白的種類不一樣
D.兩種細胞所需要的營養物質不一樣
√
4.熒光漂白恢復技術在細胞生物學中具有重要的應用價值,其包括三個步驟:綠色熒光染料與膜上的蛋白質結合,使細胞膜上呈現一定強度的綠色→激光照射膜上某綠色熒光區,使該區域內標記的熒光分子不可逆的淬滅(漂白)→檢測淬滅部位熒光再現速率。實驗過程如圖甲所示,結果如圖乙所示。下列說法錯誤的是（ ）
A.淬滅部位熒光再現速率會受溫度的影響
B.若不用激光照射淬滅,而是細胞膜的兩部分分別被綠色和紅色熒光材料標記,則一段時間后兩種顏色的熒光會均勻分布
C.被激光照射淬滅部位的細胞膜失去了流動性
D.F2后若再進行一次激光照射淬滅,一段時間后檢測的淬滅部位的熒光強度會更低
C
5.如圖是細胞膜亞顯微結構模式圖，請據圖回答：
(1)圖中[B]_________的基本組成單位是________。構成細胞膜基本支架的結構是[　　]_____________。
(2)與細胞膜的識別功能有關的結構是_____。
蛋白質
氨基酸
D
磷脂雙分子層
糖被
(3)吞噬細胞吞噬細菌的過程體現了細胞膜具有______性，這是因為___________________________________________________。
流動
組成細胞膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子是可以運動的
(4)不同細胞細胞膜的生理功能不同，主要取決于細胞膜上的什么結構？____(填寫標號)。
B
一、概念檢測
1.基于對細胞膜結構和功能的理解，判斷下列相關表述是否正確。
(1)構成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質是固定不動的。
(2)細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質才能進入，而對細胞有害的物質則不能進入。( )
(3)向細胞內注射物質后，細胞膜上會留下個空洞。( )
×
×
×
課后習題
2.細胞膜的特性和功能是由其結構決定的。下列相關敘述錯誤的是( )
A.細胞膜的脂質結構使溶于脂質的物質，容易通過細胞膜
B.由于磷脂雙分子層內部是疏水的，因此水分子不能通過
細胞膜
C.細胞膜的蛋白質分子有物質運輸功能
D.細胞的生長現象不支持細胞膜的靜態結構模型
B
二、拓展應用
1.在解釋不容易理解的陌生事物時，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事物作比較。有人在解釋細胞膜時，把它與窗紗進行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時窗紗的小洞又能讓空氣進出。你認為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當的地方
把細胞膜與窗紗進 類比,合 之處是說明細胞膜與窗紗一樣可以允許一些物質出入,阻擋其他物質出入。這樣的類 也有 妥之處。 如,窗紗是一種簡單的剛性的結構,功能較單純,細胞膜的結構和功能要復雜得多;細胞膜有生物活性，控制物質進出是一個主動的過程, 窗紗是沒有生命的,它只能是被動地在起作用。
二、拓展應用
2.右下圖是由磷脂分子構成的脂質體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發揮作用。在脂質體中，能在水中結晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。
(1)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同
由雙層磷脂分子構成的脂質體,兩層磷脂分 之間的部分是疏水的,脂溶性藥物能被穩定地包裹在其中;脂質體的內部是水溶液的環境,能在 中結晶的藥物可穩定地包裹其中。
二、拓展應用
2.右下圖是由磷脂分子構成的脂質體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發揮作用。在脂質體中，能在水中結晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。
(2)請推測：脂質體到達細胞后，藥物將如何進入細胞內發揮作用
由于脂質體是磷脂雙分子層構成的,到達細胞后可能會與細胞的細胞膜發 融合,也可能會被細胞以胞吞的方式進入細胞,從而使藥物在細胞內發揮作用。

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