细胞膜系统的边界
3.1细胞膜-系统的边界
3.1 细胞膜——系统的边界[教学目标]：1、知识目标（1）简述细胞膜的成分和功能。
（2）演示用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。
（3）认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。
2、能力目标（1）培养学生的归纳、总结的能力3、情感目标（1）认同细胞是基本的生命系统[教学重点]：1、细胞膜的成分和功能2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义[教学难点]：1、用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义【自学案】（一）细胞膜的成分：1、实验：体验制备细胞膜的方法预习后填写以下内容：（1）动物细胞没有，因此选择动物细胞制备细胞膜更容易。
（2）方法：细胞内的物质是有一定，如果把细胞放在清水里，水会，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到细胞膜了。
（3）选材：人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有和众多的。
所以选择这样的红细胞作实验材料。
2、细胞膜的成分：（1）细胞膜主要由和组成。
此外，还有少量的________。
占（）（2占（）占（）（3）在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，_的和___ 越多。
自学检测1、用哺乳动物的红细胞制备细胞膜的方法正确的是（）A、把细胞放在清水里，胀破细胞B、用针扎破细胞C、用镊子把细胞膜剥下来D、用石英砂研磨细胞2、最可能构成细胞膜的一组元素是（）A、C、H、O、NB、C、H、O C、C、H、O、PD、C、H、O、N、P【探究案】（一）细胞膜的成分：实验：体验制备细胞膜的方法（4）实验流程①选材：猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液②制作装片：用滴管取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上，盖上盖玻片③观察：用显微镜观察红细胞的正常形态（由低倍镜高倍镜）④滴清水：在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引（________），注意不要把细胞吸跑，上述操作均在________上进行。
⑤观察：______观察细胞的变化⑥结果：______消失，细胞体积增大，细胞_______，_________流出，获得细胞膜。
3.1细胞膜—系统的边界(30张PPT)
人正常红细胞的光镜照片
人部分红细胞已涨破的光镜照片
讨论:如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后怎
样，还需要用什么方法才可以获得较纯的细胞膜？
差速离心法
细胞膜和细胞质的质量不一样，可通过 高速离心处理获得较纯的红细胞膜
细胞膜的成分是 什么？
二、细胞膜的成分
细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成
成分
脂质 蛋白质 糖类
第一节 细胞膜——系统的边界
课堂小结：
研究细胞膜的常用材料： 人或哺乳动物成熟红细胞 主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类
细胞膜
细胞膜成分
脂质中磷脂最丰富，功能越
成分特点：复杂的细胞膜，蛋白质种类
和数量越多
细胞膜功能
将细胞与环境分隔开，保证细胞内部 环境的相对稳定
控制物质出入细胞
进行细胞间信息交流
4、细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在
哪些方面: A
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞
②细胞产生的代谢废物可以排出细胞
③细胞内的核酸等重要成分不会流出细胞
④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜
进入细胞
A．①②③
B．①②④
C．②③④
D．①③④
课堂检测
5．把人或哺乳动物的成熟红细胞做为获取细
胞膜的实验材料的依据是: C
人口腔上皮细胞
相关信息:哺乳动物的红细胞在
哺乳动物成熟的红细胞 发育过程中，细胞核逐渐退化， 没有细胞核和众多的细 为携带氧的血红蛋白腾出空间， 胞器，可以避免细胞膜 人的红细胞只能存活120天左右。
与其它膜结构混在一起。
一、实验 体验制备细胞膜的方法
（二）原理：
用针扎？镊子剥？ （NO，行不通，细胞太小了！）
3.1 细胞膜———系统的边界.ppt
一、制备细胞膜
1、提取红细胞
等渗状态
将红细胞置于0.9%的生理盐水中， 红细胞保持正常形态
高渗状态
将红细胞置于>0.9%的生理盐水中， 红细胞渗透失水而皱缩
低渗状态
将红细胞置于<0.9%的生理盐水中， 红细胞吸水膨胀
东莞中学
一、体验制备细胞膜
东莞中学
吸水纸
H2O
一、体验制备细胞膜
结果
人正常红细胞的光镜照片
人部分红细胞已涨破的光镜照片
六、拓展训练
1、科研上鉴别死细胞和活细胞，常 用“染色排除法”。尝试解释其 原理吗？
2、你能解释细胞为什么这么小吗？
（直径小于0.1毫米）
六、练习题
1、在组成细胞膜的脂质中，最丰富的是： A、脂肪 B、固醇 C、磷脂 D、维生素D 2、细胞膜的成分中起支架作用和细胞识别作用的物质 分别是： A．淀粉和纤维素 B．纤维素和果胶 C．磷脂和糖蛋白 D．蛋白质和磷脂 【思路分析】组成细胞膜的成分中，一般磷脂含量最多， 起支架作用；蛋白质含量次之，与膜的功能密切相关； 糖蛋白含量很少，分布于细胞的外表面，在细胞识别 过程中起重要作用。
三、细胞膜的功能
• 进行细胞间的信息交流
植物细胞通过胞间连丝交流信息
四、细胞壁
• 化学成分：纤维素和果胶 • 功能：支持和保护 • 细胞壁是全通透的
五、总结
• 制备细胞膜的方法 • 细胞膜的成分：脂质（50％）蛋白质 （40％）糖类（2－10％） • 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类 和数量越多 • 细胞膜的功能 • （1）将细胞与外界坏境分隔开 • （2）控制物质进出细胞 • （3）进行细胞间的信息交流
原始生命
三、细胞膜的功能
细胞膜--系统的边界
能中的重要作用。
2．能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细 胞膜的实验，体验制备细胞膜
的方法。
3．情感目标：认同细胞膜作为系统的边界， 对于细胞这个生命系统的重要 意义。
细胞膜—系统的边界
一、细胞膜的成分 二、细胞膜的功能
选材：
为什么要使用哺乳动物成熟的红细 胞制备细胞膜？
1、将细胞与外界环境分隔开 2、控制物质进出细胞
巩固练习
1．科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究 细胞膜的组成，是因为：［ B］
A.哺乳动物红细胞容易得到
B.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜 等膜结构
C.哺乳动物红细胞在水中容易涨破
D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下 容易观察到
2.如图所示为某生理活动的一个过程，这一过程体现出细胞膜的哪一
D 项功能（ ）
A.控制物质进出细胞
B.将细胞与外界环境分隔开 C.促进物质的运输
D.进行细胞间的信息交流
3.典型的细胞膜最可能具有下列哪种组成(质量
分数) ( B)
A.35%脂质、50%蛋白质、5%糖类、10%RNA B.50%脂质、45%蛋白质、5%糖类、0%RNA C.25%脂质、75%蛋白质、0%糖类、0%RNA D.60%脂质、30%蛋白质、0%糖类、10%RNA
2.在组成细胞膜的脂质中，____磷__脂最丰富。
动物细胞的细胞膜中还含有一定量的
______。胆固醇
3.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的
越多种。类和数量
与生活的联系
细胞在癌变的过 程中，细胞膜的 成分发生改变， 有的产生甲胎蛋白
（AFP）和癌胚抗 原（CEA）等物 质。
问题探究
结合下表中几种家猪细胞的细胞膜组成成分分析， 回答问题：
细胞膜系统的边界
细胞膜的制备：
要制备较纯的细胞膜要选择什么细胞最好？ A. 植物细胞 B. 动物细胞 C. 原核细胞 D. 蛙的红细胞
E . 哺乳动物成熟的红细胞
哺乳动物成熟的红细胞
无细胞核及各种细胞器。
◆制备细胞膜的方法
实验原理： 红细胞在蒸馏水中会吸水涨破。
的红细胞
人的涨破 的红细胞
（提示：相似相溶原理：分子结构相似的物质容易互 相结合在一起） • 如果用蛋白酶处理细胞，发现也能破坏细胞膜的结构 （提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分 解起催化作用的物质）
细胞膜的组成成分中主要有脂质和蛋白质
细胞膜的功能：
1、将细胞与外界环境分隔开；
2、控制物质进出细胞；
3、进行细胞间的信息交流
细胞壁
主要成分：纤维素和果胶 主要功能：支持和保护
细胞膜——系统的边界
“我确信哪怕一个最简单的 细胞，也比现在设计出的 任何智能电脑精巧。”
★边界对系统的稳定至关重要。 ★细胞作为一个基本的生命系统，它 的边界就是细胞膜（cell membrane）
科学家用显微注射器将一种叫伊红 的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散 到整个细胞,却不能逸出细胞。
用什么方法获得较纯的细胞膜？
哺乳动物成熟的红细胞在蒸馏水中 会吸水涨破，细胞内的物质流出，从而 获得细胞膜与其他物质的混合物。最后 用差速离心法将细胞膜与其他物质分离 开，获得较纯净的细胞膜。
细胞膜的组成成分：
• 脂溶性小分子，如酒精、甘油等很容易透过细胞膜。
• 用脂质溶剂处理细胞，细胞膜可以被溶解。
细胞膜系统的边界
细胞膜系统的边界细胞膜系统是由细胞膜、内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体等各种细胞器构成的复杂系统，它们相互联系、相互影响，共同完成细胞的生命活动。
在这个复杂系统中，细胞膜起着界面的作用，将细胞内外界面分隔开来，在细胞生命活动中发挥重要作用。
细胞膜的结构细胞膜是细胞的外输入输出通道，构成细胞内外的界面。
细胞膜呈现半透明、柔韧、薄弱的包被状结构，其厚度约为5-10纳米。
细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质构成。
磷脂双分子层是构成细胞膜的主要基片，主要成分为磷脂、胆固醇等；蛋白质则是细胞膜最主要的功能性成分，主要用于细胞信息的传递和物质的运输等。
细胞膜的功能细胞膜的物质通透性细胞膜是细胞内外的界面，其中的孔隙可以让通过无机离子、钙离子、氨等小分子的量传染进出细胞，而对于较大分子如蛋白质，均需要依靠膜蛋白等通道。
细胞膜的信号传递细胞膜中的蛋白质不仅用于支撑细胞膜本身的结构，还可以在细胞膜内外侧形成高度可靠的信号传递途径，参与的信号以化学、光敏、电敏等形式在膜上得以传导。
细胞膜的参与细胞黏附一些重要细胞如肌肉细胞、神经元、上皮细胞等都需要依赖其特殊结构来与周围的细胞黏附。
细胞膜中的固定接触蛋白通过与周围细胞膜上坐标亲和性激发的蛋白相互作用来达到这一目的。
细胞膜的重要性细胞膜是细胞的重要界面，它不仅是生命活动的关键组成部分，还是细胞与周围环境联系的重要通道。
在高度进化的生物细胞中，细胞膜系统通过遗传信号、多种膜蛋白转运、酶系统等复杂机制来实现细胞内外物质和信息的有效交流和调控。
细胞膜还扮演着抵御一些有害分子和物质入侵的重要角色。
由于细胞膜不单纯是生物学的物理屏障，它可以通过代谢酶的作用、对生物单层所组成的之上、之下膜弹性调节等机制来在屏障面上形成旋转、消耗能量、扩散或振荡等动态过程，从而值得生物学家们深入研究。
细胞膜作为细胞的外部边界，其结构和功能的复杂不仅在于其本身的复杂性，也在于其与细胞膜系统中其他组件之间的相互作用和协调关系。
高中生物必修一第三章-第1节
第1节 细胞膜——系统的边界
任何系统都有边界。例如，使人体内部与 外界分割开的皮肤和黏膜，就是人体的边界。 边界对系统的稳定至关重要。细胞作为一个 基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（cell membrane）。
光镜下未经染色 的动物细胞
细胞膜的成分
研究发现，细胞膜主要由脂质 和蛋白质组成。此外，还有少量的 糖类。其中脂质约占细胞膜总量的 50%，蛋白质约占40%，糖类占 2%~10%。在组成细胞的脂质中，磷 脂最丰富的。蛋白质在细胞膜行使 功能时起重要作用，因此，功能越 复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数 量越多。
• 控制物质进出细胞
Hale Waihona Puke 细胞膜像海关或边防检查站， 对进出细胞的物质进行严格的“检查”。细胞需要的营养 物质可以从外界进入细胞；细胞不需要，或者对细胞有害 的物质不容易进入细胞。抗体、激素等物质在细胞内合成 后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外。当 然，细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害 的物质有可能进入；有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生 物体患病。
制备细胞膜的方法
材料：哺乳动物或人类成熟的红细胞。 优点：没有细胞核和众多的细胞器。
细胞膜的功能
• 将细胞与外界环境分隔开
人们普遍认为生命 起源于原始的海洋（图3-1），原始海洋中的有机物逐渐 聚集并且相互作用，演化出原始的生命。在原始的海洋这 盆稀薄的热汤中，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。细胞膜保障了细胞内部环境 的相对稳定。
相邻两个细胞之间 形成通道，携带信 息的物质通过通道 进入另一个细胞。 （例如，高等植物 细胞之间的胞间连 丝）
高中生物(人教版)必修一：第三章第一节细胞膜——系统的边界
第三章第一节细胞膜——系统的边界【知识链接】1、最基本的生命系统是，它一般有、、三部分构成。
2、脂质通常有、和三类，其中是构成细胞膜及膜的重要组成成分。
第一课时【基础知识导学】一、细胞膜的成分:(一) 实验: 体验制备细胞膜的方法.[来源:]1、原理:细胞内的物质是有一定浓度的,如果把细胞放在清水里,细胞由于吸水而__ __,除去细胞内其他物质,就可以得到细胞膜.2、材料选择:选_______________________,来制备细胞膜.思考:(1) 能否选植物细胞? 为什么?(2) 为什么选哺乳动物成熟的红细胞?3、方法步骤:制备装片：用滴管吸取少量，滴一滴在载玻片上,盖上盖玻片。
观察：用显微镜观察红细胞状态。
(由到___ _ ______)滴清水：在盖玻片的一侧滴蒸馏水,在另一侧用_____________，这种方法叫___________注意:吸蒸馏水时应小心操作，不要把________吸跑.观察：持续观察细胞的变化.结果：近水部分的红细胞发生变化.思考：1、滴清水时应在哪里操作?2、观察到的红细胞有何变化?3、还需用什么方法获得较纯净的细胞膜?(二) 细胞膜的成分:1、细胞膜主要由_________和_________组成。
此外，还有少量糖类。
其中,脂质约占细胞膜总量的_________，蛋白质约占________，糖类占_______。
特别提醒:(1) 在组成细胞膜的脂质中，_________最丰富(占总脂量的55%—75%)。
(2) ______在细胞膜行使功能是起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜,蛋白质的_____和越______。
思考:1、在组成细胞膜的脂质中,除了磷脂,还有什么脂质?2、构成细胞膜的化学元素有哪些?特别提醒：（1）_____ ___(也叫_ __ __)有保护和润滑作用，还与细胞识别作用有密切的关系。
（2）正常细胞癌变后，细胞膜上产生___ ______和___ _____等物质，以此可以作为细胞是否癌变的指标之一。
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探究
1、几种细胞膜的化学成分比较
成分 蛋白质（%） 脂质（%） 种类
变形虫细胞膜
54
42
糖类（%） 4
结出你从 论什能表 ？么得中
小鼠肝细胞膜
44
52
4
人红细胞膜
49
43
8
结论
不同细胞膜中，各种物质的含量是不同的。
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 2、正常情况下细胞膜的成分和含量能随意改变吗？
是什么？ 哺乳动物成熟红细胞 无细胞壁、数量多、无细胞核、细胞器膜。 3.制备细胞膜的原理是什么？生理盐水和蒸馏水的作用是 什么？ 吸水涨破。 4.此实验的过程是什么？若在试管中进行本实验，如何获 得纯净的细胞膜？ 5.细胞膜的成分有哪些？含量分别多少？
5分钟自主学习
探测手段：
用显微注射器将伊红（一种红色 的染料 ）注入草履虫内，伊红 很快扩散到整个细胞，却不能很 快逸出细胞
观察探讨下列现象
渗透吸水涨破
BACK
（三）步骤：
1、制作临时装片：
在载玻片上滴一滴红细胞稀释液滴 盖上盖玻片
2、观察
观察红细胞的形态（低倍镜 →高倍镜）
（在载物台上进行）
（持续观察细胞变化） 在盖玻片一侧滴蒸馏水，在另一侧 用吸水纸吸引-——引流法
体验制备细胞膜
蒸馏水 红细胞稀释液
部分正吸常水红涨细破胞的红细胞
那么细胞膜的成分是不是永远不变的？
如果细胞癌变，细胞膜的成分就发生异常，并可经 医学检验出来。如产生甲胎蛋白、癌胚抗原。
阅读教材P42-43，思考：
1.细胞膜有哪些功能，请举例说明。 2.浓绿的菠菜叶放入冷水中，水不变色，水煮菠 菜，水变绿色，说明了细胞膜的什么功能？ 3.细胞的最外层结构一定是细胞膜吗?细胞壁的成 分和功能又是什么？
BACK
二、细胞膜的成分
（1）科学家在实验中发现：脂溶性物质很容易 通过细胞膜，细胞膜很容易被脂溶性溶剂所溶解。 你认为细胞膜的组成成分中应该有什么物质?
脂质
相似相溶
（2）科学研究发现：细胞膜易被蛋白酶水解， 说明细胞膜的组成成分中有何种物质?
蛋白质
蛋白酶：专门催化蛋白质水解
糖类2% -10%
磷脂双分子层
细胞外
细胞内
3.进行细胞间的信息交流
细胞膜系统的边界
通过化学物质传递
细胞直接接触
植物胞间连丝
BACK
细胞膜系统的边界
细胞壁
• 化学成分：纤维素和果胶 • 功能：支持和保护 • 细胞壁具有全透性
细胞膜系统的边界
BACK
细胞膜系统的边界
1、为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁没有生物活性，它对要进出
哺乳动物成熟的红细胞 蛙的红细胞
人口腔上皮细胞
哺乳动物成熟的红 细胞没有细胞核和
众多的细胞器。
相关信息:哺乳动物的红细胞 在发育过程中，细胞核逐渐退 化，为携带氧的血红蛋白腾出 空间，人的红细胞只能存活 120天左右。
BACK
（二）原理：
用针扎？镊子剥？得到细胞膜？ （NO，行不通，细胞太小了！）
3分钟自主学习
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开，保证细胞内 部环境的相对稳定。
原始地球环境
膜的出现是 生命起源过程中 至关重要的阶段。
细胞膜的功能
2.控制物质进出细胞
水，无机盐 ，氨基酸，葡萄糖等 营养物质
水，CO2 ， 尿素，多余
废物
可出
无机盐等
不可出
可进
可出
分泌物（激素、 抗体等，细胞 产生的废物）
3.进行细胞间的信息交流
易
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的 受体
信号分子
②相邻两个细胞的细胞膜直接接触。
3.进行细胞间的信息交流
③相邻两个细胞之间形成通道
胞间连丝切片（黑枣）
高等植物细胞之 间通过胞间连丝 相互连接，也有 信息交流的作用
细胞
通道
细胞
细胞膜系统的边界
细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开 2.控制物质进出细胞
50%
蛋白质分子
40%
在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。蛋 白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功 能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量 越多。
50
细 45 胞 40 膜 35
30
的 25 成 20 分 15
10
5
的成分
脂质（主要是磷脂）： 约占50%
蛋白质：约占40% 糖类：2%—10%
细胞的物质没有选择性（即全透性），它
并不能保证细胞内部系统的稳定，所以说
细胞壁不能称之为植物细胞的边界。 2、谈谈利用细胞膜的功能判断细胞的活性的方法 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除 法”。如：用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染 成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞 是否死亡。
你能解释‘染色排除法’的原理吗？
细胞膜系统的边界
检测 细胞膜系统的边界
1.在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（ ？ ）
PAGE 3
在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时， 细胞表面有弹性……
PAGE 4
单个细胞 （鸡蛋黄）
PAGE 5
BACK
一、《体验制备细胞膜的方法》
（一）选材：
获得细胞膜的材料最好的是什么细胞？为什么？
植物细胞
动物细胞
细菌
动物细胞没有细胞壁，选择动 物细胞制备细胞膜更容易。
动物细胞的类型很多，应该选择什么样的动物细胞？
（四）实验现象及结果：
细胞吸水涨破后
人正常红细胞的光镜照片
人部分红细胞已涨破的光镜照片
BACK
讨论:如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后怎
样，还需要用什么方法才可以获得较纯的细胞膜？ 原理：差速离心去除细胞内其他物质。
差速离心法
细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其 他结构质量不一样，可以采用不同转速离心再过滤的 方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。
细胞内核酸 等重要物质
控制的相对性 病毒，病菌
体现了细胞膜的选择透过性（死细胞---全透性）
细胞膜的控制作用具有普遍性和相对性
3.进行细胞间的信息交流
内分泌细胞
靶细胞上的受体
激素
血管
分泌 内分泌细胞
激素 进入
运输
血液
与靶细胞 信息 受体结合
靶细胞
① 通过细胞分泌的化学物质(如激素)建立 的细胞交流
边界：指对事物之间进行隔离的实际或 假想的界限
第一节 细胞膜-系统的边界
1、简述细胞膜的成分和功能。
2、进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备 细胞膜的方法。
3、认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统 的重要意义。
阅读教材P40-41，思考：
1.展开你的想象，如何感知细胞膜的存在呢？ 2.本实验所选的实验材料是什么？选择此实验材料的原因