内容正文:
细胞的基本结构
第3章
第1节 细胞膜的结构和功能
本节聚焦
细胞膜有哪些主要功能?
流动镶嵌模型的基本内容是什么?
你对科学的过程和方法有哪些领悟?
有些备用材料放在两侧,有些问题会在备注里说明
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观察蛋黄表面有一层薄膜,若将薄膜戳破会发生什么现象?这层薄膜有什么作用?
情境创设一
科学家用显微注射器将一种叫做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。
情境创设二
伊红为什么不会逸出细胞?
此实验说明了什么?
细胞作为一个完整的系统,它有边界
那么细胞作为最基本的生命系统,它与外界的边界是?
推测的原始海洋景观图
1、将细胞与外界环境分隔开
_________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_________的系统。
膜的出现
相对独立
细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的__________。
(1)膜的出现在进化方面的意义:
(2)膜的出现对细胞本身的意义:
草履虫
一、细胞膜的功能
相对稳定
用凉水洗红苋菜,水不变红;煮苋菜汤,汤却是红色的,这与细胞膜的功能有何关系?
情境创设三
2.控制物质进出细胞
新鲜的苋菜叶泡进水中,水一般不会变红,但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁,这可能是因为什么?
选
择
性
相
对
性
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人细胞。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;但是细胞内的核酸等重要成分却不会流失到细胞外。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、病菌也能侵人细胞,使生物体患病。
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,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。
思考应用
手被烫到,为什么大脑皮层会产生“痛”觉 ?鼻子接触鲜花,为什么大脑皮层能产生“香”“臭”的感觉?这体现了细胞膜的什么功能?
缩手反射
与善人居,如入芝兰之室,久而不闻其香;
与恶人居,如入鲍鱼之肆,久而不闻其臭
情境创设四
激素
内分泌细胞的激素(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。
方式1 物质传递:通过细胞分泌化学物质完成间接信息交流。
受体
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)
3、进行细胞间信息交流
方式2 接触传递:通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息。
方式三:相邻两细胞通过通道进行交流
高等植物细胞间具有胞间连丝
胞间连丝
二、对细胞膜成分的探索
人物 时间 实验过程 结果
欧文顿
1895年
用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次试验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
细胞内
细胞外
细胞膜
推测细胞膜由脂质组成。
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?
相似相溶原理
最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析而推测出来的。
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。
结论:
实验:
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。
细胞膜具体是由哪些脂质组成呢?
结构图
模型
示意图
亲水“头部”
疏水“尾部”
活动主题一:请根据磷脂分子的特点构建其在空气与水界面上分布的模型
磷脂分子的特点:
“头”部具亲水性,“尾”部具疏水性
磷脂分子排列为单分子层
人物 时间 实验过程 结果
戈特
格伦德尔
1925年
用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气-水界面中铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面的2倍。
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
S2=2S1
S2
S1
由于磷脂分子有亲水的“头部”和疏水的“尾部”,在水溶液中,朝向水的是“头部”,“尾部”受水的排斥。当磷脂分子的内外两侧均是水环境时,磷脂分子的“尾部”相对排列在内侧,“头部”则分别朝向两侧水的环境,形成磷脂双分子层。细胞的内外环境