3.1 细胞膜的结构和功能课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

细胞膜的结构和功能 第三章第一节 鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开? 科学家用显微注射器将一种色素伊红注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。 变形虫有边界,将细胞与外界环境分隔开,阻止细胞内物质逸出细胞。 思考与讨论 功能一: 将细胞与外界环境分隔开 膜的出现时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,保障了细胞内部环境的相对稳定。 推测的原始海洋景观图 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。 据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能? 细胞膜作为细胞的边界,具有控制物质进出细胞的功能。 思考与讨论 功能二: 控制物质进出细胞 水、无机盐 氨基酸等 营养物质 病毒、病菌 代谢废物 CO2、尿素等 分泌物 抗体、激素 细胞的功能特性:选择透过性 施莱登和施旺在细胞学说中强调“细胞既是一个相对独立的单位,又和其他细胞构成的整体起作用”。由此说明多细胞生物体的生命活动必须依赖于细胞之间的协调配合才能完成。 细胞之间是如何实现协调配合的? 思考与讨论 功能三:进行细胞间的信息交流 内分泌细胞 血管 激素 靶细胞 靶细胞 物质传递——间接交流 功能三:进行细胞间的信息交流 ①化学物质传递 化学物质 特异性受体 激素、神经递质、淋巴因子 蛋白质 通过细胞分泌的 传递信息,最后与靶细胞膜表面的 结合。 激素:由内分泌腺产生的化学物质,随着血液输送到全身,控制身体的生长、新陈代谢、神经信号传导等 靶细胞:靶细胞是指能识别某种特定激素或神经递质并与之特异性结合而产生某种生物效应的细胞 受体:靶细胞膜上与信号特异性结合的位点 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。 精子和卵细胞之间的识别和融合 ②直接接触交流 胞间连丝 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。如:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。 ③通道交流 二、细胞膜成分的探索 1.1895年欧文顿实验,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 不溶于脂质的物质 推测:细胞膜是由脂质组成的 相似相溶原理:由于极性分子间的电性作用,使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。 二、细胞膜成分的探索 2.科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞作为研究材料,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。 结论:组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。 实验: 制备细胞膜 ①选材 请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞,并说明理由 哺乳动物成熟的红细胞 高等动物细胞 高等植物细胞 ① 动物细胞没有细胞壁 ② 哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器 ②实验原理 红细胞吸水涨破,除去细胞内的内容物,制得细胞膜。 低渗溶液 等渗溶液 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 正常红细胞 高渗溶液 实验: 制备细胞膜 3、1925年,两位荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 结论:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 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。 头部亲水 尾部疏水 磷脂分子示意图 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂分子结构 4.1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,发现:细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。 推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还富有蛋白质。 脂质:主要有磷脂和胆固醇,其中磷脂最丰富 蛋白质:功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量越多。 糖类:与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系 三、细胞膜结构的探索 1、1959年,科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。 认为:细胞膜是一个静态统一的结构 变形虫的摄食运动 细胞的生长分裂 那以下现象如何解释? 三明治模型无法解释: 细胞的生长、分裂、运动 补充材料:罗伯特森测定电子显微镜拍摄到的细胞膜的厚度为7-8nm,恰好是单层磷脂膜厚度的两倍,而按照“三明治”模型,加上两侧的蛋白质,膜的总厚度应当超过20nm。 根据电镜照片和膜厚度的证据,请对细胞膜的结构提出你的猜测。 电镜照片和细胞膜厚度的测量支持磷脂双分子层结构,否定“三明治”结构,蛋白质可能是镶嵌到了磷脂双分子层中。 相关实验证明:细胞膜具有流动性 人鼠细胞融合实验: 荧光标记法 三、流动镶嵌模型的基本内容 桑格和尼克森提出流动镶嵌模型 糖蛋白 蛋白质分子 磷脂双分子层 外