第三章細胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能【本節(jié)聚焦】1.細胞膜有哪些主要功能？2.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？3.通過對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程的分析，你對科學的過程和方法有哪些領悟？一個系統(tǒng)總有它的邊界國家的邊界：國界人體的邊界：皮膚和黏膜細胞的邊界：細胞膜【思考】植物細胞有細胞壁，其邊界是什么？細胞膜（質(zhì)膜）細胞壁具有全透性，無法創(chuàng)造一個穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境一、細胞膜的功能【材料1】用手輕觸或針扎雞蛋黃，感受卵黃膜的柔軟度、顏色等，感受細胞膜的存在。通過“卵黃膜”的體驗活動，思考細胞膜在細胞的生命活動中起什么作用呢？（一）將細胞與外界環(huán)境分隔開《必修1》P40保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定產(chǎn)生了原始的細胞膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關重要階段【材料2】取等量的新鮮菠菜葉片，分別放在等量的冷水和沸水中，幾分鐘后觀察現(xiàn)象。為何沸水呈現(xiàn)綠色，而冷水依舊無色？這體現(xiàn)了細胞膜的什么功能？

沸水中菠菜呈現(xiàn)綠色是因為熱水破壞了菠菜細胞膜，細胞中的色素進入水中；而冷水對細胞膜沒有破壞作用，色素不會滲透出來。（二）控制物質(zhì)進出細胞細胞細胞需要的_________細胞產(chǎn)生的_____抗體、激素等分泌物一些對細胞有害的物質(zhì)、病菌、病毒等營養(yǎng)物質(zhì)廢物水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖等CO2、尿素、多余的無機鹽等細胞膜的控制作用是相對的

細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以進入，有害物質(zhì)不容易進入；細胞產(chǎn)生廢物要排出細胞外，有用成分不會輕易流失；有害物質(zhì)也可能進入細胞膜控制物質(zhì)具有普遍性和相對性細胞膜的功能特性：選擇透過性【材料3】鼻子接觸精油分子，而在大腦皮層產(chǎn)生“香”的感覺，說明細胞膜還要具備什么功能？（三）進行細胞間的信息交流1.交流方式一：體液的傳送內(nèi)分泌細胞分泌的激素與靶細胞膜上的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞靶細胞靶細胞通過細胞分泌化學物質(zhì)完成（如激素）（間接傳遞）《必修1》P41（三）進行細胞間的信息交流2.交流方式二：通過相鄰細胞膜接觸（直接傳遞）如：精子和卵細胞的識別和結(jié)合3.交流方式三：形成通道胞間連絲

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【小結(jié)】細胞膜的功能（一）將細胞與外界環(huán)境分隔開（二）控制物質(zhì)進出細胞（三）進行細胞間的信息交流①通過細胞分泌化學物質(zhì)完成信息傳遞②通過細胞膜直接接觸完成信息傳遞③通過形成通道（如胞間連絲）完成信息傳遞練一練《金版》P37【例1】【例1】下列不屬于細胞膜功能的是()A.控制某些分子和離子出入細胞B.細胞識別、細胞與環(huán)境之間的物質(zhì)交換C.使細胞具有相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境D.控制合成細胞內(nèi)所需要的各種物質(zhì)D練一練《金版》P37【例2】【例2】觀察下圖，有關說法正確的是()A.精子與卵細胞的識別方式如圖丙所示B.進行細胞間的信息交流是細胞膜的功能之一C.高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接的方式如圖乙所示D.圖中靶細胞都是通過細胞膜上的受體接收信號分子的B

信息交流使生物體能作為一個整體完成生命活動。細胞間的信息交流，大多與細胞膜的結(jié)構(gòu)有關。細胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的。二、對細胞膜成分的探究

細胞膜非常薄，即使在高倍顯微鏡下依然難以看清它的面目。人們對細胞膜化學成分與結(jié)構(gòu)的認識經(jīng)歷了很長的時間?！侗匦?》P42【思考.討論】

分析、討論教材第42頁“思考·討論”內(nèi)容，概述科學家對細胞膜成分的探索歷程，說出細胞膜的主要成分感悟科學探究的基本思路和方法?！緦嶒炓弧靠茖W家：___________實驗內(nèi)容：用500多種物質(zhì)對植物細胞的通透性進行上萬次的實驗。發(fā)現(xiàn)易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過細胞膜；不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易穿過細胞膜。推測結(jié)論：細胞膜是由__________組成的。歐文頓脂質(zhì)最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析【實驗二】科學家制備細胞膜、進行化學分析：組成細胞的脂質(zhì)有________和________，其中________含量最多。磷脂膽固醇磷脂【實驗三】科學家：________________實驗內(nèi)容：利用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。推測結(jié)論：細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的______層戈特、格倫德爾兩頭部親水尾部疏水[思考1]請構(gòu)建出細胞膜中磷脂分子排列為連續(xù)兩層的模型?！痢獭羀思考2]如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何排布？

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。[思考3]戈特、格倫德爾若不是選擇人的紅細胞而是選擇雞的紅細胞做實驗，測得單分子的面積依舊為紅細胞表面積的2倍嗎？大于2倍。哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核以及眾多的細胞器。【實驗四】科學家：________________實驗內(nèi)容：研究了細胞膜的張力實驗，發(fā)現(xiàn)細胞的張力明顯低于油-水界面的表面張力。且當時人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。推測結(jié)論：細胞膜除了脂質(zhì)外還可能有_________丹尼利、戴維森蛋白質(zhì)【科學思維—推理】

推理是由一個或幾個已知的判斷推出一個新的判斷的思維形式。推理在科學研究中具有極其重要的作用。

如果不能考察某類事物的全部對象，而只根據(jù)部分對象作出的推理，不一定完全可靠。對細胞膜成分的探究脂質(zhì)【歸納】細胞膜的成分成分_____（約50%）：磷脂最豐富的，還有少量的___________（約40%）：與細胞膜的功能密切相關糖類（2-10%）膽固醇蛋白質(zhì)功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多《必修1》P43練一練《金版》P37【例3】【例3】下列有關細胞膜的敘述，錯誤的是 ()A.細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成B.功能不同的細胞，細胞膜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同C.組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富D.蛋白質(zhì)種類和數(shù)量多的細胞膜功能復雜D三、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探究▌生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)（三明治模型）。質(zhì)疑：靜態(tài)模型無法解釋細胞生長和變形【實驗一】20世紀50年代電鏡誕生，羅伯特森觀察細胞膜，觀察到暗—亮—暗三層。蛋白質(zhì)電子密度高，電鏡下顯暗帶，磷脂分子電子密度低呈亮帶。兩層暗層：蛋白質(zhì)一層明層：磷脂三明治模型《必修1》P43白細胞吞噬病菌過程【實驗二】

熒光染料標記人和鼠細胞表面的蛋白質(zhì)后細胞融合人細胞鼠細胞熒光標記膜蛋白誘導融合370C40分鐘▌結(jié)合其他實驗得出結(jié)論：膜上蛋白質(zhì)和磷脂分子可以運動，細胞膜具有一定的流動性細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性熒光標記法

在

基礎上，1972年辛格和尼科爾森提出了_________________被多數(shù)人所接受。新的觀察和實驗證據(jù)的流動鑲嵌模型《必修1》P44▌思考：對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索利用的是什么科學方法？

提出假說---科學家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學問題的一種假說。（不一定可信）四、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

磷脂雙分子層屏障鑲在嵌入貫穿物質(zhì)運輸流動性1.__________________是膜的基本支架，具有_______作用；2.蛋白質(zhì)分子有的_______在磷脂雙分子層表面，有的_______磷脂雙分子層中，有的_______整個磷脂雙分子層。具有__________作用；3.細胞膜具有_________。主要表現(xiàn)在構(gòu)成膜的磷脂分子側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多數(shù)也能運動。對細胞完成運輸、生長、分裂、運動等功能非常重要。蛋白質(zhì)在細胞膜上的分布是不對稱的進一步研究發(fā)現(xiàn)：細胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)結(jié)合形成________，或與脂質(zhì)結(jié)合形成_______。這些糖類分子叫做_______，其與細胞表面的_________、細胞間的____________等功能有密切關系。糖蛋