問題1：細胞作為基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細胞膜，也叫質(zhì)膜，它在細胞的生命活動中起什么作用呢？
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。
問題2：為什么活細胞不能被染色而死細胞能被染色？
活細胞的細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍是細胞不需要的物質(zhì)，不易通過細胞膜。
膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段
1.將細胞與外界環(huán)境分隔開
細胞膜將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，使細胞成為相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。
【任務(wù)1】自主閱讀教材課本P40-41頁總結(jié)出細胞膜的功能
不需要或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)
細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外的物質(zhì)
思考：細胞膜的控制作用是任何情況下都具有嗎？
①細胞需要的物質(zhì)—進入細胞②不需要或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)—不容易進入細胞③抗體、激素等物質(zhì)合成后可分泌到胞外；細胞產(chǎn)生的廢物也要排到胞外④有些病毒、病菌也能侵入細胞
細胞膜的功能特性：選擇透過性
【資料1】：施萊登和施旺在細胞學(xué)說中強調(diào)“細胞既是一個相對獨立的單位，又和其他細胞構(gòu)成的整體起作用”。由此說明多細胞生物體的生命活動必須依賴于細胞之間的協(xié)調(diào)配合才能完成。
3.進行細胞間的信息交流
問題3.細胞之間是如何實現(xiàn)協(xié)調(diào)配合的？細胞之間信息交流的方式有哪些？
（1）化學(xué)物質(zhì)傳遞信息
（內(nèi)分泌）細胞分泌的信號分子（如激素），隨血液（體液）到達全身各處，與靶細胞的（細胞膜表面或細胞內(nèi)）受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。
受體：1.化學(xué)本質(zhì)：糖蛋白(蛋白質(zhì))2.作用：接受激素等化學(xué)物質(zhì)的信號3.特點：專一性（一種受體只能識別一種或者一類物質(zhì)）
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，精子和卵細胞的識別。細胞發(fā)出的信號分子與靶細胞細胞膜外表面的受體結(jié)合。
（2）細胞膜直接接觸傳遞信息
精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合（視頻）
相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物之間通過胞間連絲相互連接，進行信息交流。
（3）通過細胞通道傳遞信息
胞間連絲相互連接傳遞信息（視頻）
注意：不論是哪種方式的信息交流，都未參與對應(yīng)的反應(yīng)中，僅僅傳遞信息
是誰，隔開了原始海洋的動蕩是誰，奏鳴了生命的交響是誰，為我日夜守邊防是誰，為我傳信報安康
除了以上提到的三種功能外，細胞膜還有細胞識別、保護細胞、參與細胞的運動、分泌等功能。
說出下列實例分別體現(xiàn)細胞膜的哪項功能：1.新鮮的莧菜葉泡進涼水中，水一般不會變紅，但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁；2.蓮“出淤泥而不染”； 3.沒有受精的雞蛋中，雞蛋黃可看作一個卵細胞，雞蛋黃與蛋清之間被什么樣的結(jié)構(gòu)分隔開? 說明了其有什么功能？4.鼻子接觸香水分子，為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”的感覺？
將細胞與外界環(huán)境分隔開
二.對細胞膜成分的探索
[任務(wù)2】：細胞膜的功能是由什么決定的呢？請自主學(xué)習(xí)課本P42頁的內(nèi)容，小組合作并角色扮演完成在對細胞膜成分的探索歷程中有哪些科學(xué)家的參與，他們作出了哪些貢獻。
1895年歐文頓做了什么實驗？實驗現(xiàn)象是什么？
歐文頓提出了什么假說？誰用什么方法證明了他的假說？
1925年科學(xué)家們做了什么實驗？得出了什么結(jié)論？
1935年誰做了什么實驗？得出了什么結(jié)論？
我是歐文頓，經(jīng)過上萬次實驗我發(fā)現(xiàn)……
實驗現(xiàn)象： 假說（推測）：
脂質(zhì)分子更容易通過細胞膜
思考：歐文頓有沒有鑒定細胞膜的脂質(zhì)成分？
沒有，他是從現(xiàn)象去推測的
（1）細胞膜脂質(zhì)成分推測
【資料2]1895年，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞的通透性進行了上萬次實驗。發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣：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)不易穿過細胞膜。
（1）原理：動物細胞放在清水里，細胞吸水脹破，內(nèi)容物流出即可離心得到細胞膜（2）材料：哺乳動物的成熟紅細胞
2.對細胞膜脂質(zhì)成分分析
細胞膜化學(xué)分析表明：脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，磷脂含量最多
思考：哺乳動物的成熟紅細胞作材料的優(yōu)點是什么？
①無細胞壁，細胞容易吸水漲破；②無細胞核和眾多的細胞器，易制得純凈的細胞膜。
[資料3]：20世紀初，科學(xué)家利用哺乳動物的紅細胞制備出純凈的細胞膜。進行化學(xué)分析，得知膜的主要成分脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。
問題4：請根據(jù)磷脂分子的特點猜測其在空氣與水界面上分布的模型？
磷脂分子在空氣與水界面上分布的模型
問題5：同學(xué)們嘗試著大膽的推測和想象一下如果在細胞膜的兩側(cè)都有水的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？
親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水
在細胞膜的兩側(cè)都有水的環(huán)境中磷脂分子的排布
（1）實驗過程：從紅細胞膜中提取脂質(zhì)，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。（S1=2S2）
（2）實驗推斷：__________________________________
細胞膜中的磷脂分子必然排列成連續(xù)的兩層。
問題6：如果用其他細胞膜做實驗，數(shù)量關(guān)系還是2倍嗎？
【資料4】1925年，荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
用丙酮從人的肝細胞中提取脂質(zhì)，在空氣和水的界面鋪展成單層，測得單分子層的面積（S1）是否是肝細胞表面積的2倍（S2）。為什么？
不是，S1>2S2,肝細胞中除細胞膜外，還有核膜和各種細胞器膜，它們的膜中都含有磷脂分子。
細胞膜除含有脂質(zhì)分子外，還可能附有蛋白質(zhì)。
【資料5】1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究細胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細胞膜張力明顯低于油—水界面的表面張力。當(dāng)時人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了如果油脂滴表面吸附有蛋白質(zhì)則表面張力降低。細胞膜會被蛋白酶分解（蛋白酶只催化蛋白質(zhì)的分解）
(1)磷脂最豐富，動物細胞膜含有少量膽固醇
(2)膜功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多
1.人體注射卡介苗后，經(jīng)過免疫細胞的識別等過程，血液中會出現(xiàn)抗結(jié)核桿菌的抗體?？贵w的出現(xiàn)體現(xiàn)了細胞膜的哪一種功能？( )A．控制物質(zhì)進出細胞 　　B．將細胞與外界環(huán)境分隔開C．排泄功能 　　??????? D．進行細胞間的信息交流
2.科學(xué)家將哺乳動物成熟的紅細胞放入蒸餾水中，造成紅細胞破裂，出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，再將溶出細胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”，其主要成分是（　?。?無機鹽、蛋白質(zhì) B. 蛋白質(zhì)、糖類C. 脂肪、蛋白質(zhì) D. 脂質(zhì)、蛋白質(zhì)
3.據(jù)最新研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮素在皮膚中分布不均，是造成色斑的主要原因。內(nèi)皮素拮抗劑進入皮膚，可以和黑色素細胞膜的受體結(jié)合，使內(nèi)皮素失去作用，這為美容研究機構(gòu)帶來了福音。上述材料體現(xiàn)了細胞膜的哪項功能(　　)A．細胞膜中磷脂含量越高，功能越復(fù)雜B．細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，嚴格控制物質(zhì)進出細胞C．細胞膜的組成成分主要為磷脂和蛋白質(zhì)D．細胞膜具有信息交流的功能
4.下圖為細胞間信息傳遞的幾種方式示意圖，下面有關(guān)說法不正確的是（ ）A．圖甲分泌的激素可以直接進入靶細胞而起到信息交流的作用B．圖乙可以表示精子與卵細胞結(jié)合時的信息交流方式C．圖丙中靶細胞表面，存在接受神經(jīng)細胞所產(chǎn)生的信號分子的受體D．細胞間的信息交流有利于細胞間功能的協(xié)調(diào)

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第1節(jié) 細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細胞》

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