内容正文:
第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
主讲教师:周慧慧
国家的边界:边防线等
人体的边界:皮肤和黏膜
细胞的边界:细胞膜
(质膜)
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
思考:细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁?
细胞壁的作用是维持细胞形状,具有全透性,并不能控制物质进出细胞,所以不是真正的边界。
细胞膜作为系统的边界,在细胞生命活动中起什么作用呢?
1
细胞膜的功能
1. 细胞膜的功能
解决以下问题,展示学习成果:
细胞膜的功能?举例说明
教材P40-41
1.1 细胞膜的功能
将细胞与外界环境分隔开
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。
图1-1 远古海洋
保障了细胞内部环境的相对稳定。
教材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。
讨论:为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?
活细胞的细胞膜具有选择透过性(功能特性)。
染料台盼蓝是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色。
台盼蓝染液后的死细胞和活细胞
教材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。
讨论:据此推测,细胞膜作为系统的边界,应该具有什么功能?
细胞膜作为细胞的边界,具有控制物质进出的功能。
台盼蓝染液后的死细胞和活细胞
教材P40
需要的营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等)
抗体、激素等
细胞合成并分泌
1.1 细胞膜的功能
控制物质进出细胞
不需要、有害的物质(如细菌、病毒等)
细胞膜的功能特性:选择透过性
细胞膜的控制作用是相对的
细胞代谢产生
废物
(CO2、尿素等)
有用的成分
核酸等
可
不易
可
不可
教材P40
1.1 细胞膜的功能
进行细胞间的信息交流
细胞分泌化学物质间接传递信息
内分泌细胞分泌的激素(如胰岛素),随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。
受体
信号分子
化学本质:糖蛋白、糖脂
作用:接受激素等化学物质信号
特点:专一性(一种受体只能识别一种或者一类物质)
受体
教材P41
发出信号的细胞
靶细胞
与膜集合的信号分子
精子和卵细胞之间的识别和结合
相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如,精子和卵细胞的识别。细胞发出的信号分子与靶细胞细胞膜外表面的受体结合。
1.1 细胞膜的功能
细胞膜直接接触传递信息
教材P41
1.1 细胞膜的功能
形成通道,传递信息
是否需要信号分子和受体?
相邻两个细胞之间形成 ,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
例如,高等植物细胞之间通过_________ 相互连接,也有信息交流的作用。
胞间连丝
通道
胞间连丝
教材P41
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对细胞膜成分的探索
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细胞膜
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溶于脂质的物质
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不溶于脂质的物质
发现:
推测:
细胞膜是由脂质组成的
实验:
时间:1895年
人物:欧文顿(E.Overton)
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验
溶于脂质的物质,更容易通过细胞膜
思考·讨论
教材P42
思考·讨论
科学家利用哺乳动物的红细胞,制备出纯净的细胞膜,进行化学分析。
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢?
①动物细胞无细胞壁,更易吸水胀破。
②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。
结论:
实验:
细胞膜具体是由哪些脂质组成呢?
教材P42
思考·讨论
结构图
模型
示意图
亲水“头部”
疏水“尾部”
思考·讨论
空气
磷脂分子排列为单分子层
根据磷脂分子的特点,推测磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展?
思考·讨论
细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。
推断:
S1
实验:
时间:1925年
人物:荷兰科学家戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质,在空气—水界面上铺成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
S2
思考·讨论
水
水
A
水
水
B
水
水
C
亲水的“头部”与水接触,疏水的“尾巴”远离水
在水中形成的磷脂双分子层模式图
水
水
细胞膜的两侧都有水环境存在,同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中,磷脂分子在细胞膜中怎样排列为两层呢?
思考·讨论
推测:
实验:
时间:1935年
人物:英国学者丹尼利和戴维森
丹尼利和戴维森研究细胞膜张力,发现