第1節細胞膜的結構和功能第3章細胞的基本結構核心素養概述細胞膜的成分和功能1掌握流動鑲嵌模型的內容3了解生物膜結構的探究歷程2

學習目標通過對細胞膜的功能、組成和結構的學習，形成結構與功能相適應的觀點生命觀念通過生物膜探索實驗培養演繹推理能力科學思維問題探討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？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。討論國家的邊界：邊防線等人體的邊界：皮膚和黏膜一個系統總有它的邊界細胞的邊界：細胞膜（質膜）一、細胞膜的功能1.將細胞與外界環境分隔開推測的原始海洋景觀圖在原始海洋，膜的出現是生命起源的至關重要階段。膜的存在使細胞成為一個相對獨立的系統，為細胞的生命活動提供了一個穩定的內部環境。材料用具：莧菜、冷水、開水、燒杯、玻璃棒實驗步驟：①②③預期結果：取2只燒杯，編號A、B，各加入300mL的冷水和開水。向兩只燒杯中各加入兩株的紅色莧菜。用玻璃棒攪拌，觀察現象

1、為什么冷水浸泡莧菜，溶液顏色不變，而開水浸泡莧菜，溶液顏色變紅？

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。你能解釋“染色排除法”的原理嗎?活細胞膜具有控制物質進出細胞的功能2.控制物質進出細胞相對性選擇性演示(1)物質傳遞3.進行細胞間的信息交流海洋中的生物進行繁殖時，將精子和卵細胞排到水中，海水中有很多生物的精子和卵細胞，為什么只有同種生物的精子和卵細胞結合呢？？蜜蜂為植物傳粉時，是不分植物的種類的，雌蕊的柱頭上有多種不同植物的花粉，但只有同種植物的花粉能萌發出花粉管，為什么？？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）接觸傳遞相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。胞間連絲（3）通道傳遞二、對細胞膜成分的探索細胞膜不溶于脂質的物質溶于脂質的物質1895年，歐文頓用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次實驗，發現：溶于脂質的物質比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜。據此推測：細胞膜是由脂質組成的。12科學家利用哺乳動物的紅細胞，通過一定的方法制備出純凈的細胞膜，進行化學分析。得知：組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。因為哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器。為什么用哺乳動物的紅細胞能制備出純凈的細胞膜呢？親水疏水多個磷脂分子在水中總是自發地形成雙分子層。31925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的表面積的2倍。推斷：細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續的兩層水層空氣磷脂雙分子層41935年，英國學者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力。他們發現細胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。由于人們已發現了油脂滴表面如果吸附有蛋白質成分則表面張力會降低，因此丹尼利和戴維森推測細胞膜除含脂質分子外，可能還附有蛋白質。脂質蛋白質

糖類細胞膜的化學成分大約占50%大約占40%大約占2%—10%蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用，因此功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。三、對細胞膜結構的探索1959年，羅伯特森在電鏡下看到膜清晰的暗—亮—暗的三層結構，他結合其他科學家的工作，大膽地提出了細胞膜模型的假說：所有的細胞膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子。他把細胞膜描述為靜態的統一結構。120世紀60年代以后，人們對這一模型的異議增加了。不少科學家對于細胞膜是靜態的觀點提出質疑：如果是這樣，細胞膜的復雜功能將難以實現，就連細胞的生長、變形蟲的變形運動這樣的現象都難以解釋。2融合細胞細胞融合37℃40min正在融合的細胞紅色熒光染料標記膜蛋白綠色熒光染料標記膜蛋白人細胞小鼠細胞這一實驗以及相關的其他實驗證據表明，細胞膜具有流動性。1970年，細胞融合實驗：1970年，細胞融合實驗：

3在新的觀察和實驗證據的基礎上，又有學者提出了一些關于細胞膜的分子結構模型。其中，1972年，辛格（S.J.Singer)和尼科爾森（G.Nicolson)提出的流動鑲嵌模型為大多數人所接受。四、流動鑲嵌模型的基本內容內部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，因此具有屏障作用。生物膜的基本骨架：磷脂雙分子層這些蛋白質分子在物質運輸等方面具有重要作用。蛋白質分子存在形態：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種磷脂分子和大多數蛋白質分子都是運動的。細胞膜的流動性對于細胞完成物質運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。生物膜的結構特點：一定的流動性磷脂分子磷脂雙分子層糖蛋白細胞膜的外表面，糖類分子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。糖被在細胞生命活動中具有重要的功能。例如，糖被與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關系。生物膜結構特點功能特點結構探究歷程決定流動性選擇透過性磷脂雙分子層蛋白質分子結構組成課堂小結1、在人類對生物膜結構的探索歷程中，羅伯特森提出的三層結構模型與流動鑲嵌模型的相同點是(

)A.兩種模型都認為組成生物膜的主要物質是蛋白質和脂質B.兩種模型都認為蛋白質分子均勻排列在脂質分子的兩側C.兩種模型都認為磷脂雙分子層是構成膜的基本支架D.兩種模型都認為組成生物膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子可以運動A課堂練習2、如圖表示將小白鼠細胞和人體細胞融合成雜交細胞的過程，圖中的小球和小三角表示各自膜表面的蛋白質，下列有關敘述不正確的是(

)A.圖中膜表面的蛋白質構成了細胞膜的基本骨架，此外，細胞膜的主要成分還包括磷脂雙分子層B.細胞膜的元素組成包括C、H、O、N、PC.該實驗證明了細胞膜具有一定的流動性D.適當提高溫度有利于圖示細胞融合A3、如圖表示生物膜的亞顯微結構，下列敘述錯誤的是（

）A.①在生物膜中是不均勻分布的B.②是生物膜的基本骨架C.CO2、O2通過細胞的方式相同D.②是運動的，但①是靜止的，所以細胞膜具有流動性D拓展應用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，兩層磷脂分子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