细胞膜的结构和功能-人教版新教材高中生物必修1课件

结论：细胞膜中的脂质为连续的 两层。
(4)1935 年，英国学者丹尼利和和戴维森(H.Davson)研究了细 胞膜的张力。他们发现细胞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吸附有蛋白质成分则 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，可能还附有 蛋白质 。
【智涂笔记】 磷脂分子的性质使它在水－空气界面上总是以亲水的头部 朝向水，而在水溶液中，疏水的尾部相互结合形成双层结构才能 稳定存在；细胞膜上的蛋白质是可以运动的，一定范围内温度升 高，这种运动会加快。
【师说核心】 1．细胞膜的成分及功能分析
2．构成生物膜的磷脂分子分析 (1)结构：由磷酸、甘油和脂肪酸构成，其中磷酸作为亲水 性的“头部”、脂肪酸作为疏水性的“尾部”。
结论：膜是由脂质组成的。根据相似相溶原理，苯(非极性) 和 Na＋(极性)中， 苯 更容易通过细胞膜。
(2)材料 科学研究磷脂分子的结构如右图 水是一种极性溶剂，根据磷脂分子的结构特点在下图画出它 在水—空气界面上的分布情况(用●表示磷脂分子)。
(3)材料 1925 年，两位荷兰科学家从细胞膜中提取的脂质 铺成的单分子层面积是细胞膜表面积的 2 倍。
答案： (1)不是，细胞膜不仅可以将细胞和外界环境分隔开，从而 保障细胞内部环境的相对稳定，还能控制物质进出细胞，细胞需 要的物质才能进入细胞，不需要的物质或有害的物质不容易进入 细胞。 (2)体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
3．如图是细胞间的三种信息交流方式，请据图分析回答下 列问题：
是谁，隔开了原始海洋的动荡， 是谁，为我日夜守边防， 是谁，为我传信报安康。 没有你，我——一个小小的细胞 会是何等模样？ 同学们，诗中的“你”是指什么呢？这幅图代表什么呢？
探究点一 细胞膜的功能 【师问导学】
1．细胞膜作为系统的边界，有着非常重要的功能，结合下 列材料和教材 P41 图 3－2 分析回答。
解析：细胞膜具有多种重要功能，细胞膜将细胞与外界环境 分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定；能控制物质进出细胞； 能够进行细胞间的信息交流。精卵之间的相互识别与结合，靠的 是细胞膜上对应的糖蛋白即信息分子，这是一种信息交流方式。
答案：D
3．(等级选考)水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着 色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的 PI 中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将 PI 注 射到活细胞中，则细胞核会着色。利用 PI 鉴别细胞死活的基本 原理是( )
(2)
材料二 细胞膜控制物质进出细胞示意图 据图看出，细胞膜能控__制__物__质__进__出__细___胞_，细胞需要的物质才 能进入细胞，但是对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细 胞，说明这种控制作用是_相__对_____的。
2．细胞膜有多种功能，请分析： (1) 细 胞 膜 将 细 胞 和 外 界 环 境 分 隔 开 ， 是 单 纯 的 隔 离 作 用 吗？ (2)生长在污泥中的莲能“出污泥而不染”，它能吸收污泥 中的有益矿质元素，而一般不会吸收不需要的物质，这体现了细 胞膜的什么功能？
(3)高等植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连 丝来实现的(图示如下)。
3．细胞膜功能的实验验证 (1)控制物质进出功能的验证：
(2)识别功能的验证：
【检测反馈】 1．(合格必考)在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有 选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离 子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的( ) 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．进行细胞间信息交流的功能 D．具有免疫的功能
【师说核心】 1．细胞膜的功能图解
2．细胞间信息交流的三种方式 (1)一些细胞如分泌细胞分泌一些物质如激素，通过血液的 传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞膜上的受 体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞的生理反应(图示如下)。
(2)相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过糖蛋白识别，将 信息从一个细胞传递给另一个细胞(图示如下)。
解析：“有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧”体现 了细胞膜控制物质进出细胞的功能。
答案：B
2．(合格必考)在哺乳动物受精过程中，精子能够与卵细胞 相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当 一个精子进入后，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
的( √ ) (3)细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的
(× )
3．下列关于生物膜结构探索历程的叙述，不正确的是( ) A．最初的探索是通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂 质组成的 B．三层结构模型认为生物膜为静态的统一结构 C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白 质分子是可以运动的 D．三层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
(1)材料一 用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形 虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光 学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可 以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果 细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。
上述材料说明：细胞膜将生命物质和_外__界__环__境_分开，保障了 细胞内部环境的_相__对__稳__定_。
贯穿于整个磷脂双分子层
特点：大多数蛋白质分子是可以 运动的
(3)名 位称 置： ：糖分蛋布白于细胞膜的 外表 功能：保护、润滑和细胞识别等
2．结构特点 生物膜的结构特点是具有一定的流动性 。
1.判断下列关于细胞膜成分的说法的正误 (1)功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂( × ) (2)功能越复杂的细胞膜，它的糖脂越多( × ) (3)在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富( √ )
【智涂笔记】 对细胞间信息交流的两个认知误区 (1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是 细胞内的信息交流。 (2)并非细胞间信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如 通过细胞通道的信息交流方式，而通过化学物质传递信息和通过 细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
[方法规律] 判断细胞是否具有活性的方法 (1)判断依据：只有活细胞的细胞膜才能够控制物质进出细 胞。 (2)判断方法：能够控制物质进出→活细胞；不能够控制物 质进出→死细胞。
解析：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，故 (1)(2)错误；在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富，(3)正确。
2．判断下列叙述的正误
(1)不同细胞的形态相对固定，主要是由细胞膜决定的，因 为构成细胞膜的蛋白质和磷脂分子都是相对固定不动的( × )
(2)不同细胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白质分子是不同
A．死细胞与活细胞的核酸结构不同 B．死细胞与活细胞的核酸含量不同 C．活细胞能分解染色剂 PI D．活细胞的细胞膜能阻止 PI 的进入
解析：死细胞的细胞膜对物质进出细胞失去了控制作用。 答案：D
探究点二 对细胞膜成分和结构的探索
【师问导学】
1．许多有关细胞膜化学组成的资料，都来自细胞膜(尤其是 红细胞膜)的研究。下表是猪的几种细胞的细胞膜组成成分，回 答问题：
(1)图中①②③④的物质或结构的名称分别是什么？ (2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精 子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？ (3)细胞间进行信息交流时往往需要受体，受体的化学本质 是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？
答案： (1)①信号分子；②受体；③与膜结合的信号分子；④胞间 连丝。 (2)分别属于图 C、图 A、图 B。 (3)受体的本质是糖蛋白，和信号分子的结合具有特异性。
2．细胞膜的成分 3．细胞膜成分与功能的关系 功能越复杂的细胞膜， 蛋白质 的种类和数量越多。
三、对细胞膜结构的探索
1 ． 1959 年 ， 罗 伯 特 森 在 电 镜 下 看 到 细 胞 膜 清 晰 的暗—亮—暗.的结构，他结合其他科学家的工作，提出细胞膜 模型的假说：所有生物膜都由 蛋白质—脂质—蛋白质构成，电 镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是 蛋白质分子。 他把细胞膜描述为 静态 的统一结构。
解析：罗伯特森提出的三层结构模型认为生物膜结构是蛋白 质—脂质—蛋白质，电镜下观察到的中间亮层是脂质分子，两边 的暗层是蛋白质分子，认为蛋白质的分布是均匀的、固定的。
答案：D
课堂互动探究案 【课程标准】 概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与其生活环境分 开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流
【素养达成】 1．基于科学家的研究资料进行演绎推理，通过生物膜模型 的构建过程，理解生物膜的结构和功能相适应。(生命观念) 2．简述细胞膜的成分和功能。(科学思维) 3．结合生物膜的结构模型，掌握流动镶嵌模型的基本内容。 (科学思维) 4．认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的 重要意义。(社会责任)
细胞膜的种类
主要成分含量 蛋白质 脂质 糖类
成熟的红细胞膜 42% 53% 5%
肌细胞膜
Hale Waihona Puke 36% 60% 4%小肠绒毛上皮细胞膜 50% 44% 6%
(1)我们常用猪的成熟的红细胞作为细胞膜制备的材料，可 否用鸡的红细胞做细胞膜的制备实验呢？
(2)不同细胞的细胞膜各种成分的含量完全相同吗？ (3)上述几种细胞膜中哪种脂质含量最丰富？ (4)小肠绒毛上皮细胞膜蛋白质含量最高，功能也最复杂， 这说明什么？
2．荧光标记细胞膜实验[填图]
3．辛格和尼科尔森的结论 在新的观察和实验证据的基础上，提出的流动镶嵌 模型为 大多数人所接受。
四、生物膜的流动镶嵌模型 1．结构模型[据图填空]
(1)名 作称 用： ：细磷胞脂膜双的分子 基层 本支架 特点：具有一定的 流动性