内容正文:
第4讲 细胞膜与细胞核
[素养目标]
1.通过对细胞膜的成分与功能的学习,建立生命是结构与功能统一体的生命观念。(生命观念)
2.基于生物膜的组成及结构特点制作生物膜的流动镶嵌模型,以此认识生物膜的结构。(科学思维)
3.能够选择合适的实验材料和方法制备纯净的细胞膜,理解材料选择和实验操作方法的理论依据。(科学探究)
4.通过对细胞核结构与功能的学习,形成结构与功能相适应的生命观念。(生命观念)
5.基于实验设计的对照原则和单一变量原则,设计合理的对照实验,验证细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。(科学探究)
考点一 细胞膜的结构和功能
授课提示:对应学生用书第21页
1.细胞膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开
膜的出现使细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质进出细胞
(3)进行细胞间的信息交流
①方式
方式
实例
间接交流
激素随血液将信息传递给靶细胞
直接接触
精子和卵细胞之间的识别和结合
形成通道
高等植物细胞之间通过胞间连丝交流信息
②意义:使生物体作为一个整体完成生命活动。
③决定因素:大多与细胞膜的结构有关。
2.对细胞膜成分的探索
(1)1895年,欧文顿的研究
①方法:对植物细胞的通透性进行实验。
②现象:脂溶性物质更容易通过细胞膜。
③推测:细胞膜是由脂质组成的。
(2)成分的进一步确定
①实验材料:利用哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜。
②化学分析:得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
(3)磷脂的研究
磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾,多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
(4)1925年,戈特和格伦德尔的发现
①方法:用丙酮从人的红细胞中提取脂质,将其在空气—水界面上铺展成单分子层。
②现象:单分子层的面积为红细胞表面积的两倍。
③结论:细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。
(5)1935年,丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力
①现象:细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
②已有发现:油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
③推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。
3.对细胞膜结构的探索
(1)成分
(2)细胞膜结构的探索
①1959年罗伯特森
a.方法:电子显微镜下观察细胞膜。
b.现象:细胞膜呈暗—亮—暗的三层结构。
c.假说:所有生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,是一种静态的统一结构。
②1970年细胞膜流动性的实验
③1972年辛格和尼科尔森
a.方法:新的观察和实验证据。
b.假说:提出让大多数人所接受的流动镶嵌模型。
4.流动镶嵌模型的基本内容
(1)成分:细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
(2)结构
①磷脂双分子层是膜的基本支架,其内部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。
②蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
(3)结构特点:细胞膜具有流动性。
①主要表现:构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。
②意义:细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
(4)外表面
①构成:还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。
②功能:糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
1.功能越复杂的细胞膜中磷脂的含量越多(×)
2.细胞不需要或者对细胞有害的物质不能进入细胞(×)
3.细胞间的信息交流都是通过细胞膜的直接接触来完成的(×)
4.构成细胞膜的蛋白质分子是运动的,磷脂分子是静止的(×)
5.向细胞内注射某物质后,细胞膜上会留下一个空洞(×)
6.细胞膜的基本骨架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的(×)
1.教材必修1 P40“问题探讨”:鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液,用它染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。
(1)为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?
提示:台盼蓝染液是细胞不需要的物质,不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能,所以台盼蓝染液能够进入死细胞内,使其被染色。
(2)据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能?
提示:细胞膜具有控制物质进出的功能。
2.教材必修1 P42“思考·讨论”:最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析,还是通过对膜成分的提取与检测?
提示: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。
1.细胞膜的成分、结构与功能之间的关系[生命