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

人教版 必修1 第1节 细胞膜的结构和功能 第三章 细胞的基本结构 讨论: 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? 问题探讨 鉴定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。 1.为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色? 2.据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能? 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,台盼蓝能进入细胞而呈蓝色。 具有选择透过性 一、细胞膜的功能 地球的边界 大气层 国家的边界 边防线 人体的边界 皮肤和黏膜 细胞的边界 细胞膜(质膜) 系统的边界 那么细胞膜有什么功能呢? 一、细胞膜的功能 1、将细胞与外界环境分隔开 ①膜的出现在进化方面的意义: 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。 ①膜的出现在对细胞本身的意义: 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相对稳定。 推测的原始海洋景观图 变形虫 一、细胞膜的功能 2.控制物质进出细胞 营养物质 (氨基酸、葡萄糖等) 外界进入 废物排出 代谢物和分泌物 (CO2、尿素、抗体、激素等) 不需要、有害的物质(如细菌、病毒等) 细胞膜的控制作用是相对的、有限的,环境中一些对细胞有害的物质有可能进入;有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病。 一、细胞膜的功能 3、进行细胞间信息交流 ①通过化学物质传递信息 在一定空间范围内,同种生物的所有个体形成一个整体。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。 一、细胞膜的功能 ②通过细胞膜直接传递信息 相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递另一个细胞。例如,精子和卵细胞之间的识别和结合。 传递 一、细胞膜的功能 ③通过细胞通道(胞间连丝)传递信 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。例如,高等植物直接通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用。 一、细胞膜的功能 汇总 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间信息交流 物质传递 接触传递 通道传递 保障细胞内部环境的相对稳定 选择透过性 二、 对细胞膜成分的探索 11 溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质 细胞内 细胞外 细胞膜 相似相溶原理 1895年欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。 成就 实 验 发现:脂质更容易通过细胞膜 推测:细胞膜是由脂质组成的 二、 对细胞膜成分的探索 20世纪初科学家 实验 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。 为什么要用哺乳动物的红细胞来制备出纯净细胞膜呢? ①无细胞壁,细胞容易吸水涨破。 ②无细胞核和众多的细胞器,易制得纯净的细胞膜; 二、 对细胞膜成分的探索 CH CH2 CH2 O C=O CH-CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C=O CH2 O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 = CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 ˉ N + (CH ) 3 3 O O O=P ˉ O 磷酸 甘油 脂肪酸 头部 (亲水) 尾部 (疏水) 磷脂分子结构图 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 二、 对细胞膜成分的探索 荷兰科学家戈特和格伦德尔 实验 用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺成单分子层。 结论 发现:单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍 推测:细胞膜中磷脂分子必然排列为连续为双层 二、 对细胞膜成分的探索 英国学者丹尼利和戴维森 实验 研究了细胞膜的张力。 结论 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,可能还附有蛋白质 水黾(mǐn)站在水面上 二、 对细胞膜成分的探索 细胞膜成分组成: 成分组成 脂质 (约50%) 蛋白质 (约40%) 糖类 (2%-10%) 磷脂 (最丰富) 胆固醇 (少量) 功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。 二、 对细胞膜成分的探索 1959年罗伯特森 观察 在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 提出 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 二、 对细胞膜成分的探索 20世纪60年代以后科学家 提出质疑 不能行使细胞膜的复杂功能,不能解释细胞的生长、变形虫的运动。 细胞分