人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能示范课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能示范课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了内部环境，化学物质，细胞膜，细胞通道，胆固醇，蛋白质，脂质和蛋白质，种类与数量，蛋白质脂质蛋白质，流动性等内容，欢迎下载使用。
接着，教材以类比的方式说明：单纯的建筑材料无法供人居住，建筑材料必须以一定的方式搭建成房屋才能成为居所。同样地，组成细胞的分子机械地堆放在一起，它们不能进行生命活动；这些分子必须有序地组成细胞的结构，才能进行生命活动。这里包含了两层意思：一是物质必须形成特定的结构才能发挥功能，二是细胞的不同结构间需要协调配合才能有序、高效地完成生命活动。本章将带领同学们探究“细胞到底有什么样的精巧结构？它们又是如何协调配合着完成生命活动的呢？”这些问题。本章题图是细胞三维结构模式图，显示了细胞核的核仁、核孔等结构，以及线粒体、内质网和核糖体等细胞器。这么多的复杂“组件”，要在小小的细胞里有序地组合成一个系统，可见细胞是多么的“精巧”。教材章题图上压图文字借翟中和院士《细胞生物学》中的话表达了这样的含义。
理清本章架构初识概念体系·具备系统思维
第1节　细胞膜的结构和功能
【主干知识梳理】一、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，保障了细胞__________的相对稳定。2．控制物质进出细胞
3．进行细胞间的信息交流(1)通过__________传递信息。(2)通过_______直接接触传递信息。(3)通过_________传递信息。
二、细胞膜成分和结构的探索1．对细胞膜成分的探索(1)对细胞膜成分的早期探索历程：
(2)细胞膜的成分：①细胞膜主要由______________组成，此外，还有少量的_____。在组成细胞膜的脂质中，_____最丰富，此外还有少量的________。②________在细胞膜行使功能方面起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的____________就越多。
2．对细胞膜结构的探索
三、流动镶嵌模型的基本内容1．结构模型
2．结构特点细胞膜有一定的________。
【教材微点发掘】结合教材第42页有关磷脂分子的示意图，思考并讨论下列问题：(1)磷脂分子含有的元素组成是_________________。(2)水是一种极性溶剂，根据磷脂分子的结构特点在右图画出它在水—空气界面上的分布情况(用 表示磷脂分子)。答案：
(3)单纯的磷脂分子在水中可以形成双层脂分子的球形脂质体(如图)，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。脂质体中，在b处嵌入脂溶性药物，在a处嵌入水溶性药物。①为什么两类药物的包裹位置各不相同？提示：脂质体中磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，所以a是亲水性的物质，b是疏水性的脂溶性的物质。②脂质体到达细胞后，药物是如何进入细胞内发挥作用的？提示：细胞膜主要是由磷脂双分子层构成的，也含有脂质，利用图中脂质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入靶细胞内部。
教材问题提示(一)思考·讨论1．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。2．因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气的一面。科学家因测得从哺乳动物成熟的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，才得出脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层这一结论。
3．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。4．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。(二)旁栏思考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。
新知探究(一)　细胞膜的功能【拓展·深化】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，如内分泌细胞分泌的一些物质(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)。(3)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)。
【典题·例析】[典例1]　超滤净水器既能滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，又能保留水中原有的微量元素和矿物质，补充我们日常所需。此净水器的功能与细胞膜的哪一功能相似？(　　)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．保护功能D．进行细胞间信息交流的功能
[答案]　B[解析]　根据题干信息，“超滤净水器既能滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，又能保留水中原有的微量元素和矿物质，补充我们日常所需”，说明此净水器的功能与细胞膜能控制物质进出细胞的功能相似。
[延伸思考]生长在水底淤泥中的莲藕“出淤泥而不染”，它能从水和淤泥中吸收所需的营养物质，并排出代谢废物，而莲藕不需要的物质却不会轻易进入莲藕细胞。莲藕“出淤泥而不染”的事例说明细胞膜具有什么功能？这种功能的具体体现是什么？提示：控制物质进出细胞的功能。主要体现在对营养物质的吸收及对有害废物的排出，以及防止病菌、病毒的侵入等方面。
[典例2]　作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。有关下图模型的说法错误的是(　　 )A．图示信息主要体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能B．甲细胞分泌a物质与细胞膜控制物质进出功能有关C．乙细胞上识别a物质的受体b可以识别所有的信号分子D．b物质的主要成分是蛋白质
[答案]　C[解析]　图示所示的是细胞间进行信息交流的一种方式；甲细胞分泌物质a也是细胞膜控制物质出入细胞的一个实例；不同的信息分子具有不同的受体，所以图中的受体b不能识别所有的信息分子；b的化学本质是糖蛋白，其主要成分是蛋白质。
易错提醒细胞间信息交流的两个提醒(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)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，但是通过细胞通道的信息交流不需要受体。
【应用·体验】1．研究发现，内皮素在皮肤中分布不均是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂可以进入皮肤和细胞膜上的黑色素受体结合，使内皮素失去作用。下列有关叙述错误的是(　　)A．该研究说明细胞膜具有信息交流的功能B．内皮素拮抗剂与内皮素结构相似C．当内皮素拮抗剂与黑色素受体结合以后，内皮素就不能再与其膜受体结合了D．该研究说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
答案：D　解析：细胞膜上的受体识别相应的信号分子并与之结合来完成信息传递的过程，属于细胞膜的信息交流功能，A正确，D错误；根据题干信息分析可知，内皮素拮抗剂与内皮素结构相似，B正确；根据题干信息“内皮素拮抗剂可以进入皮肤和细胞膜上的黑色素受体结合，使内皮素失去作用”可知，当内皮素拮抗剂与黑色素受体结合以后，内皮素就不能再与其膜受体结合了，C正确。
2．据图分析细胞膜的功能及特点。提示：据图可知，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。
新知探究(二)　细胞膜的成分和结构【探究·深化】[情境质疑]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，请回答下列问题：
(1)不同细胞的细胞膜各种成分的含量完全相同吗？提示：不完全相同。(2)上述几种细胞膜的脂质成分中哪种含量最丰富？提示：磷脂含量最丰富。(3)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？提示：说明蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。
2．科学家用荧光分子标记细胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射质膜的某一区域，使该区域内的荧光分子发生不可逆的破坏，这一区域称为光漂白区。继续观察，可以发现光漂白区逐渐重新出现荧光(如图)。光漂白区重新出现荧光的原因是什么？质膜是静态的还是具有一定流动性的？提示：是由于质膜上其他区域的蛋白质流动到光漂白区呈现的荧光。质膜是具有一定的流动性的。
[重难点拨]1．细胞膜的流动镶嵌模型(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。
2．细胞膜的结构特点——流动性(1)结构基础：磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。(2)生理意义：保证了细胞的物质运输、信息交流、分裂和融合等正常生命活动的进行。(3)表现：分泌蛋白的分泌、细胞膜厚度的改变、动物细胞吸水膨胀和失水皱缩、变形虫的运动等，都体现了细胞膜的流动性。
【典题·例析】[典例1]　下图表示各种细胞膜组成成分的含量，图示能说明的是(　　)
A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质和糖类B．细胞膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能有关C．细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多D．蛋白质在细胞间的信息交流中具有重要作用[答案]　B[解析]　由题图中数据可知，细胞膜的组成成分有蛋白质、脂质和糖类，但主要成分是蛋白质和脂质；细胞膜的功能越复杂，其蛋白质的种类和数量越多；蛋白质在细胞间的信息交流中有重要作用，但由图中信息不能得出该结论。
[典例2]　如图为细胞膜的结构模式图，下列相关叙述错误的是(　　)A．①具有识别和免疫功能B．细胞膜的选择透过性与②⑤有关C．a面为膜内侧，b面为膜外侧D．③为磷脂分子亲水性头部，④为磷脂分子亲脂性尾部
[答案]　C[解析]　图中①糖蛋白具有识别、保护、润滑作用，还能参与免疫反应，A正确；细胞膜的选择透过性由②、⑤蛋白质决定，B正确；a面有糖蛋白，为细胞膜的外侧，b面无糖蛋白，为细胞膜的内侧，C错误；③为磷脂分子亲水性头部，具有亲水性，④为磷脂分子亲脂性尾部，具有疏水性，D正确。
【应用·体验】1．科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明了组成细胞膜的物质中含有(　　)A．糖类和脂质　　　　　B．糖类和蛋白质C．蛋白质和脂质 D．蛋白质和核酸答案：C　解析：由题意可知，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，这说明细胞膜的成分中含有脂质；细胞膜也会被蛋白酶分解，说明细胞膜的成分中含有蛋白质。
2．下列选项中的叙述不符合细胞膜的流动镶嵌模型观点的是(　　)A．磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性B．每个磷脂分子的亲水头部向外，疏水尾部向内C．细胞膜上的糖类形成糖蛋白或糖脂D．蛋白质分子全部嵌入磷脂双分子层中
答案：D　解析：磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性；由于细胞膜的内外均为液体环境，故每个磷脂分子的亲水头部向外，疏水尾部向内，排成磷脂双分子层；细胞膜上的糖类有的和蛋白质结合在一起，构成糖蛋白，也有些糖类和脂类物质结合在一起，构成糖脂；蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层。
3．下图为细胞膜的亚显微结构示意图，图中“ ”表示物质a，下列相关叙述错误的是(　　)
A．①是糖蛋白，与细胞表面的识别有密切关系B．②是磷脂双分子层，构成细胞膜的基本支架C．③是蛋白质，在不同的细胞膜中其含量不同D．图中所示的物质a是从膜外进入到膜内答案：D　解析：糖蛋白位于细胞膜外，因此图中所示的物质a是从膜内出去到膜外。
科学探究——细胞膜成分和功能的实验探究1．细胞膜成分的鉴定
2.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：
【素养评价】1．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。将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(　　)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的进入答案：D　解析：死细胞的细胞膜对物质进出细胞失去了控制作用；活细胞的细胞膜具有选择透过性，能控制物质进出细胞。
2．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照射猝灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测猝灭部位荧光再现速率。利用该技术测得膜上受激光照射部位的荧光强度和时间的关系如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．该技术说明细胞膜具有流动性B．应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C．降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长D．若不用激光照射猝灭，而是将细胞膜的两部分分别用绿色和红色荧光材料标记，则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布
答案：B　解析：该技术的理论基础是细胞膜具有流动性，A正确；该技术不能测定膜上单个蛋白质的流动速率，B错误；降低实验温度，膜上的蛋白质分子运动速率减慢，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长，C正确；若不用激光照射猝灭，而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光材料标记，由于细胞膜上的蛋白质分子可以运动，则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布，D正确。
3．学习了“细胞膜”相关知识后，某同学看到妈妈买回来的红色苋菜，突然冒出了个念头，想要验证“活细胞的细胞膜具有控制物质进出的作用”，于是挑选了相关的厨房用品作为实验用具，进行了以下的实验验证。请你补充完整该同学第二步及之后的实验步骤，记录实验现象并分析。(1)实验材料和用具：大小、状态相似的红色苋菜叶10片、碗2个、茶杯1个、电热水壶1个
(2)实验步骤：①将2个相同的碗，编号为甲、乙。②向甲碗中倒入一满杯清水，___________________________________。③___________________________________________________________。④___________________________________________________________。(3)实验现象：_________________________________________________________________________________________________________________。(4)原因分析：________________________________________________________________________________________________________________。