資源簡介

(共24張PPT)
第1節 細胞膜的結構和功能
第3章 細胞的基本結構
目標
01
02
03
制備細胞膜的方法及細胞膜成分的鑒定。
（科學探究）
通過學習細胞膜結構的探索，體會科學發現的艱難，為科學奉獻精神。（社會責任）
通過細胞膜功能，及流動鑲嵌模型的學習建立結構與功能觀。（生命觀念）
教學目標
問題探討
沒有什么歲月靜好，不過是有人替我們負重前行;奉獻、使命、責任，在我們的邊防戰士身上體現的淋漓盡致。
邊防線作為一個國家的邊界，對于國家安全十分重要。系統的邊界對系統的穩定至關重要。作為最基本生命系統的細胞。它的邊界是什么呢
是細胞膜，也叫質膜。動植物細胞的界限一樣嗎？
結合教材問題探討，思考一下植物細胞的邊界為什么不是細胞壁呢？
主要功能：支持和保護。
植物的細胞壁起支持和保護的作用，具有全透性，并不能控制物質進出細胞，所以不是真正的邊界。
植物、細菌、真菌細胞的邊界還是細胞膜。
特性：全透性。
主要組成成分：
思考：植物細胞最外面是細胞壁，植物細胞的邊界是否是細胞壁？
果膠和纖維素。
討論：
鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。
1.為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色？
2.據此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什么功能？
臺盼藍不是細胞需要的物質，活細胞的細胞膜具有選擇透過性，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。
具有控制物質進出的功能。
1.將細胞與外界環境分隔開
在原始海洋膜將生命物質與外界環境分隔開，產生了原始的細胞，并成為相對獨立的系統。
細胞膜保障了細胞內部環境的相對穩定。
2.控制物質進出細胞
細胞
需要的營養物質
可以進入
不需要的物質
不易進入
代謝廢物
排出
抗體、激素
等物質
分泌出去
病菌、病毒等
可能侵入
有用的成分不會輕易流失到細胞外；
環境中一些對細胞有害的物質有可能進入
細胞膜的控制作用是相對的。
活細胞的細胞膜能夠控制臺盼藍染料不進入細胞
細胞膜的功能特性：選擇透過性
一、細胞膜的功能
①通過細胞分泌的化學物質間接傳遞信息
如胰島素
靶細胞：接受信號分子的細胞
受體：靶細胞膜上與信號分子特異性結合的位點，一般為糖蛋白。
3.進行細胞間的信息交流
（信號分子）
靶細胞
受體
受體
內分泌細胞
與膜結合的信號分子
膜上接受信號分子的受體
②相鄰兩個細胞的細胞膜直接接觸，進行信息交流。如精子和卵細胞識別結合
③相鄰兩個細胞之間形成通道進行信息交流。
如高等植物細胞之間通過胞間連絲
胞間連絲還有物質運輸作用
胞間連絲
說出下列各實例分別體現了細胞膜的哪項功能：
1.新鮮的莧菜葉泡進涼水中，水一般不會變紅，但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁；
2.沒有受精的雞蛋中，雞蛋黃可看作一個卵細胞，雞蛋黃與蛋清之間被結構分隔開 說明了其有什么功能？
3.鼻子接觸香水分子，為什么大腦皮層能產生“香”的感覺
手碰到火，為什么手臂的肌肉會收縮？
控制物質進出細胞
將細胞與外界環境分隔開
進行細胞間的信息交流
細胞膜的功能由細胞膜的 決定。
成分和結構
請閱讀教材P42 -P43第一段對細胞膜成分和結構探索歷程，回答以下問題并在課本上勾畫出來（3min)
1.歐文頓做了什么實驗？實驗現象是什么？提出了什么假說？
2.為了進一步確定細胞膜脂質的成分科學家做了什么研究？得出什么結論
3.1925年科學家戈特和格倫德爾做了什么實驗？得出了什么結論？
4.1935年丹尼利和戴維森推測細胞膜除了脂質還有其他的成分嗎
二、細胞膜成分的探索
1.歐文頓（E.Overton）發現：
非脂溶性物質不容易通過細胞膜，脂溶性物質容易通過細胞膜。相似相溶原理
據此推測：_____________________
細胞膜是由脂質組成的。
科學家利用 ，通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，進行化學分析。
2.為了進一步確定細胞膜中脂質成分的類型：
得知：
組成細胞膜的脂質有______和________，其中_______含量最多。
膽固醇
磷脂
磷脂
哺乳動物成熟的紅細胞特點：
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。
哺乳動物成熟的紅細胞
組成細胞膜的脂質有_______和__________，其中________含量最多。
多個磷脂分子在水中總是自發地形成________________。
磷脂分子模型
結構式
分子示意圖
親水的“頭”
疏水的“尾”
膽固醇
磷脂
雙分子層
磷脂
在水中形成的磷脂雙分子層模式圖
3.1925年戈特和格倫德爾：
用_____從人的紅細胞中提取脂質，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的 。
丙酮
2倍
據此推斷：________________________________________ _
細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續的兩層。
空氣
水層
實驗現象：S單層磷脂 = 2S紅細胞
細胞
水
水
細胞膜的兩側都是以水為基礎的環境
4.1935年，英國學者丹尼利和戴維森：
他們發現細胞膜的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。人們發現油脂滴表面如果吸附有蛋白質成分則表面張力會降低。
據此推斷：_______________________________________
細胞膜除脂質分子外，可能還附有蛋白質
細胞膜的成分
主要是磷脂、少量膽固醇（動物細胞膜）
在細胞膜行使功能時起重要作用
功能越復雜的細胞膜，蛋白質種類和數量越多（重點）
與蛋白質結合形成糖蛋白，或與脂質結合形成糖脂。與細胞識別和信息傳遞有關。（P45）
脂 質：
（50%）
蛋白質：
（40%）
糖 類：
（2%-10%）
小結—細胞膜的成分：
提出假說：
實驗：
時間：1959年
人物：羅伯特森
用電鏡觀察到了清晰的細胞膜照片，看到了暗－亮－暗三層結構。
細胞膜由蛋白質－脂質－蛋白質三層結構構成，中間亮層是脂質分子；是靜態統一的結構。
圖3-1 細胞膜結構電鏡照片
三、細胞膜結構的探索
羅伯特森提出的“蛋白質-脂質-蛋白質”三明治模型不能解釋細胞膜的哪些功能？
能解釋蛋白質可以幫助物質運輸，不能解釋細胞的細胞的生長、膜的變形能力等。
細胞膜具有流動性
“靜態結構”
細胞的生長與分裂
白細胞追殺細菌
變形蟲的變形運動
1970年，科學家用綠色熒光染料標記小鼠細胞膜表面蛋白質分子，用紅色熒光染料標記人細胞表面的蛋白質分子，將小鼠細胞和人細胞融合。兩個細胞剛融合時，融合細胞一半發綠色熒光，另一半發紅色熒光；在37℃下經過40 min，兩種顏色的熒光均勻分布。
細胞膜具有一定的流動性
(結構特性）
20世紀60年代，科學家應用冰凍蝕刻技術將細胞進行快速低溫冷凍，用冷刀將細胞標本驟然沖斷開。磷脂雙分子層疏水端裂開，顯示出蛋白質顆粒在膜中真實分布情況。電鏡觀察到細胞膜外層磷脂和內層磷脂表面都有凸起蛋白質顆粒，還有蛋白質隨另一層磷脂離開之后留下的窟窿。
蛋白質鑲嵌、嵌入或貫穿于磷脂雙分子層中。
體現了膜結構內外的不對稱性
結構模型：
磷脂雙分子層
蛋白質分子，分布體現了膜結構的不對稱性
糖蛋白
糖脂
判斷細胞膜外側的依據
功能越復雜的細胞膜， 的種類和數量越多。
內容：
糖類與蛋白質結合形成糖蛋白或與脂質結合形成糖脂。這些糖類分子叫做糖被，與細胞識別和信息傳遞有關。
蛋白質
①磷脂，動物細胞膜還有膽固醇
②蛋白質：
③少量糖類：
（1）成分
蛋白質以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中。在物質運輸等方面具有重要作用。
四、細胞膜流動鑲嵌模型的基本內容
結構模型：
磷脂雙分子層
蛋白質分子
糖蛋白
糖脂
判斷細胞膜外側的依據
內容：
主要磷脂（動物細胞膜還有膽固醇）和蛋白質，少量糖類
（1）成分：
（2）細胞膜的基本支架：
磷脂雙分子層，其內部是磷脂分子疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過
（3）結構特點:
★細胞膜流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能非常重要。
具有一定的流動性，磷脂分子可以側向自由移動、膜中的蛋白質
大多也能運動
細胞膜
功能
結構：
流動鑲嵌模型
將細胞與外界環境分隔開
控制物質進出細胞
進行細胞間的信息交流
主要內容
結構特點
磷脂雙分子層: 基本支架
蛋白質: 鑲嵌或貫穿在雙磷脂分子層中
糖類: 形成糖蛋白或糖脂
具有一定的流動性
通過化學信號傳遞
相鄰細胞接觸傳遞
形成胞間通道傳遞
決
定
課堂總結：
1.在哺乳動物受精的過程中,精子能夠與卵細胞相互識別。精子的頭部進入卵細胞中,與卵細胞發生結合,當一個精子進入后,卵細胞發生變化,不再讓其他精子進入。這一現象體現出細胞膜能夠(　　)
A.保障細胞內部環境的相對穩定 B.控制物質進出細胞
C.使卵細胞攝入所需要的精子 D.進行細胞間的信息交流
D
2.下列能正確表示細胞膜結構的是(　　)
B
3.下列關于細胞膜結構探索歷程的說法,不正確的是(　　)
A.最初通過對現象的推理分析得出細胞膜是由脂質組成的
B.蛋白質—脂質—蛋白質結構模型認為細胞膜為靜態的結構
C.流動鑲嵌模型認為構成細胞膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子可以運動
D.蛋白質—脂質—蛋白質結構模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質分子在膜中的分布是不均勻的
D
4.目前,細胞膜的流動鑲嵌模型已被大多數人所接受,下圖就是流動鑲嵌模型的示意圖。
(1)圖中[⑥]　 　　的基本組成單位
是　　 　。構成細胞膜基本支架的
是[　　]　 　　　　　　。
(2)與細胞膜的識別功能有關的結構是[　　]　　 　。
(3)人鼠細胞融合的過程體現了細胞膜具有　　　性,這是因為
　　　　　　　　　　　
(4)位于細胞膜外側的是　　　(填“A”或“B”)。
蛋白質
氨基酸
④
磷脂雙分子層
③
糖蛋白
流動
構成細胞膜的磷脂分子可以側向自由移動,膜中的蛋白質大多也能運動
A

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