内容正文:
3.1 细胞膜的结构和功能(第一课时)
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膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
原始地球环境
古细菌
原始生命
膜的出现
那么,细胞的边界是什么呢?
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。
用台盼蓝染液染色后的
死细胞和活细胞(放大200倍)
1.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,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。
【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。
用台盼蓝染液染色后的
死细胞和活细胞(放大200倍)
【问题探讨】
2.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。
着色的死细胞
1、将细胞与外界环境分隔开
一、细胞膜的功能
将生命物质与外界环境分隔开,
使细胞成为一个相对独立的系统,细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等)
不需要、有害的物质(如细菌、病毒等)
抗体、激素等
细胞合成并分泌
废物
(CO2、尿素等)
细胞代谢产生
、
2、控制物质进出细胞
一、细胞膜的功能
细胞膜的控制作用是相对的
细胞膜
细胞外
细胞内
水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等营养物质
细胞内
核酸
对细胞有害物质病毒、病菌
抗体、激素、代谢废物(CO2、尿素等)
例如:有些病毒、细菌也能侵入细胞,使生物体患病。
一、细胞膜的功能
2、控制物质进出细胞
细胞膜的功能特点:具有选择透过性
(1)通过内分泌细胞分泌的激素间接传递信息。
靶细胞:接受信号的细胞
3、进行细胞间的信息交流
(1)化学物质传递信息
(内分泌)细胞分泌的信号分子(如激素(如胰岛素)),随体液到达全身各处,与靶细胞的(细胞膜表面或细胞内)受体结合,将信息传递给靶细胞。
受体:靶细胞膜上与信号特异性结合的位点化学本质:糖蛋白(蛋白质)
作用:接受激素等化学物质的信号
特点:专一性(一种受体只能识别一种或者一类物质)
(2)通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。
3、进行细胞间的信息交流
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
受体
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。
一、细胞膜的功能
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,高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用。
(3)相邻两细胞之间形成通道,来传递信息以及物质交换
3、进行细胞间的信息交流
一、细胞膜的功能
胞间连丝
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的,科学家对细胞膜成分和结构的认识经历了很长时间。
1、将细胞与外界环境分隔开
3、进行细胞间的信息交流
2、控制物质进出细胞
一、细胞膜的功能
19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的透性进行过上万次的实验。
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么呢?
膜是由脂质组成。
探究新知
二、对细胞膜成分的探究
资料一
思考与讨论:
欧文顿认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?
在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?
相似相溶
E.Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现溶于脂质的物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜困难。
三、对生物膜结构的探索历程
哺乳动物成熟的红细胞:无细胞核、各种细胞器,可制备得到纯净的细胞膜。
选择哺乳动物成熟的红细胞有什么优点?
资料二
荷兰科学家哥特和格伦德尔
实验:从人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的表面积的2倍。
实验:从人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的表面积的2倍。
空气
资料二
荷兰科学家哥特和格伦德尔
细胞膜中的磷脂是双层的
本实验说明膜中的脂质分子有何特点?
思考:
如果用其他细胞膜(鸡的红细胞)做实验,数量关系还是2倍吗?为什么?
亲水头部
疏水尾部
磷脂是组成细胞的主要脂质,是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。
它有一个亲水磷酸“头”部,和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。
实验证据
磷脂分子的结构
脂质分子是两性分子,有亲水端和疏水端。
亲水头部分布在水中,而两条疏水尾受到水分子的排斥而朝向空气中。
1、如果搅动水槽中