内容正文:
2.2 细胞——生命活动的基本单位
(第1课时—细胞质膜将细胞与外界环境分开)
细胞膜是系统的边界
细胞作为一个基本的生命系统,它的边界是?
细胞膜,也叫质膜。
科学家用显微镜注射器将一种叫作伊红 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。
注入伊红
伊红为什么不会逸出细胞?此实验说明了什么?
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生活中你见过细胞膜吗?
资料:鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞,未受精的鸡蛋中,鸡蛋黄可以看作是一个卵细胞。
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细胞质膜将细胞与外界环境分开
细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢?
人们借助光学显微镜发现了细胞,后来随着电子显微镜的出现和发展,细胞更细微的结构也逐步被观察到。 但科学家也认识到,仅仅依赖显微镜是不可能完全洞察细胞的结构与功能的。 以细胞质膜为例,在发现细胞后的几百年里,一直没有观察到细胞质膜,甚至有人怀疑细胞是否有一个确切的边界结构。 那么,科学家是怎样通过深入研究才认识细胞质膜的结构与功能的呢? 这些研究过程又给予我们什么启示呢?
[资料1] 1895年,英国生物学家欧文顿(E.Overton)利用多种化学物质对植物根毛细胞的透性进行实验,发现脂溶性物质比水溶性物质更容易透过质膜进入组胞中。
科学家为了研究质膜的结构,设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质膜的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。
细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢?
实验推测:
细胞质膜由脂质构成
后来,科学家为了弄清楚质膜中的脂质成分的类型,利用卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料,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质膜,进行化学分析,得知组成细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
为什么哺乳动物的红细胞,通过一定的方法能制备出纯净的细胞质膜?
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,没有其他膜的干扰,能够获得纯净的细胞质膜;
细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢?
磷脂分子模型
亲水头部
疏水尾部
磷脂分子结构式
磷脂分子示意图
[资料2] 1917年,美国化学家朗缪尔(I.Langmuir)将磷脂溶于苯中,并与水混合,当苯挥发完以后,磷脂分子在水面上分布散乱,经过推挤,磷脂分子排列成了单层,而且其磷酸基团的极性头部浸入水中,疏水端浮于水面。
空气和水界面上
单分子排布
细胞质膜的结构与功能是怎样