人教版 (2019)细胞膜的结构和功能集体备课课件ppt

这是一份人教版 (2019)细胞膜的结构和功能集体备课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了细胞膜的功能，1细胞膜的功能，对细胞膜成分的探索，对细胞膜结构的探索，流动镶嵌模型，课堂小结，练习与应用等内容，欢迎下载使用。
第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？
细胞壁的作用是维持细胞形状,具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以不是真正的边界。
1.1 细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它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。
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。
讨论：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（功能特性）。染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
台盼蓝染液后的死细胞和活细胞
讨论：据此推测，细胞膜作为系统的边界，应该具有什么功能？
细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出的功能。
细胞膜的功能特性：选择透过性
细胞膜的控制作用是相对的
细胞分泌化学物质间接传递信息
内分泌细胞分泌的激素（如胰岛素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
化学本质：糖蛋白、糖脂作用：接受激素等化学物质信号特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质）
精子和卵细胞之间的识别和结合
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。例如，精子和卵细胞的识别。细胞发出的信号分子与靶细胞细胞膜外表面的受体结合。
细胞膜直接接触传递信息
是否需要信号分子和受体？
相邻两个细胞之间形成 ，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_________ 相互连接，也有信息交流的作用。
人物：欧文顿（E.Overtn）
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验
溶于脂质的物质，更容易通过细胞膜
科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢？
①动物细胞无细胞壁，更易吸水胀破。②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。
细胞膜具体是由哪些脂质组成呢？
磷脂分子排列为单分子层
根据磷脂分子的特点，推测磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。
人物：荷兰科学家戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水
在水中形成的磷脂双分子层模式图
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中怎样排列为两层呢？
人物：英国学者丹尼利和戴维森
丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂表面如果附有蛋白质成分，则表面张力会降低。
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
除磷脂外，细胞膜还有无其它成分？
讨论以下问题，展示学习成果：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检测？根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？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？
讨论以下问题，展示学习成果：磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？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？
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检测？
最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析得出的。
因为磷脂分子的“头部”亲水，尾部疏水，所以在水-空气的界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。科学家因测得从红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？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？
由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”，在水溶液中，朝向水的是“头部”，“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时，磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧，“头部”则分别朝向两侧水的环境，形成磷脂双分子层。细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。
磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？
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？
如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。
小结：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成还有少量糖类
3. 对细胞膜结构的探索
解决以下问题，展示学习成果：脂质、蛋白质、糖类是如何组成细胞膜的呢？
少量的糖类(2%~10%)
磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇
重要的功能作用，功能越复杂的细胞膜，种类和数量越多
用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗－亮－暗的三层结构。
细胞膜由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，中间亮层是脂质分子；是静态统一的结构。
图3-1 细胞膜结构电镜照片
物理学家将细胞膜冰冻处理后用冷刀断开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面， 复膜后在电镜下观察断裂面的形态结构。（冰冻蚀刻显微技术）
蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中。
体现了膜结构内外的不对称性，不同上述蛋白质排列结构
图3-2 冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
细胞膜是静态的观点，难以解释的现象
科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜表面蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。
这两个细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光；在37℃下经过40 min，两种颜色的荧光均匀分布。
细胞融合实验以及相关的实验证明细胞膜具有流动性。(结构特性）
人物：辛格和尼科尔森提出生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。
提出假说细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。
磷脂双分子层构成膜的基本支架。其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能通过，因此具有屏障作用。
蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂分子层中：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，有的贯穿整个磷脂双分子层。这些蛋白质在物质运输方面由重要作用。
4. 流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜具有流动性。（结构特性）
细胞膜外表面，有糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被在生命活动中具有重要功能，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
控制物质进出（选择透过性）
磷脂双分子层构成膜的基本支架
蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中
主要和贯穿型蛋白质有关
将细胞与外界环境分隔开 。
进行细胞间的信息交流。
磷脂双分子层构成膜的基本支架。
蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂分子层中。
科学探索永无止境：是科学家在继承与不断修正过程中建立并完善，主要有科研探索的精神、科学思维方法（归纳法、提出假说法）以及技术手段支持
1.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。（ ）
4.1 概念检测
2. 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
解析：一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。
4.2 拓展应用
1.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岀。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的结构，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，它只能是被动地在起作用。
2.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。
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，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；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。
（1）为什么两类药物的包裹位置各不相同？