2.2 细胞——生命活动的基本单位课件-2023-2024学年高一上学期生物苏教版（2019）必修1

第二节 细胞-生命活动的基本单位 细胞的结构和生命活动 章 二 第 情境引入 人们借助光学显微镜发现了细胞。后来随着由子显微镜的出现和发展.细胞更细微的结构也逐步被观察到。但科学家也认识到,仅仅依赖显微镜是不可能完全洞察细胞的结构与功能的。以细胞质膜为例,在发现细胞后的几百年里,一直没有观察到细胞质膜,甚至有人怀疑细胞是否有一个确切的边界结构。那么,科学家是怎样通过深入研究才认识细胞质膜的结构与功能的呢?这些研究过程又给予我们什么启示呢? 2 1.1895年,欧文顿采用500多种化学物质,做了上万次实验,证明细胞质膜是由脂质构成的。 2.1925年,戈特和格伦德尔用丙酮提取红细胞质膜,结果脂质在水面上铺成单分子层,其面积大约是红细胞表面积的两倍。这证明脂质呈双分子层排布。 同年,在戈特和格伦德尔实验的基础上,另外两位科学家发现细胞质膜的表面张力比“油-水”界面的张力低得多。针对这种情况,他们认为细胞质膜中应含有蛋白质成分。 积极思维 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢? 事实： 1.概括 根据以上所列实验证据,尝试概括细胞质膜的组成成分。 2.推理 根据上述实验证据,我们能否通过绘图的方式建构细胞质膜的结构模型呢? 积极思维 思考： 讲授新课 一、细胞质膜将细胞与外界环境分开 1.细胞质膜的成分和结构 细胞质膜是指包被在细胞最外层的膜结构。科学家已经通过实验证明细胞质膜是由双层脂质分子构成的。这为探明细胞质膜的结构奠定了基础。那么,细胞质膜究竟由哪些成分构成?其结构又是怎样的呢? 后来,科学家又通过实验发现,细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。其中,脂质约占细胞质膜总重量的50%,蛋白质约占40%。在组成细胞质膜的脂质中,含量最高的是磷脂。 1970年,科学家做了人、鼠细胞的融合实验(图2-2-2)实验内容如下: 1.先用红色、绿色荧光素分别标记人和鼠的抗体,再将被标记的抗体分别和人、鼠细胞质膜上相应的抗原结合,使人细胞呈红色.鼠细胞呈绿色。 2.将两种颜色的细胞放在一起培养,在细胞融合剂的诱导下,两种细胞发生融合。 积极思维 人细胞与鼠细胞为什么能融合? 事实： 3.在荧光显微镜下观察发现,人、鼠细胞融合初期,融合细胞的细胞质膜一半呈红色,另一半呈绿色。在37℃条件下培养40 min后,两种颜色均匀地分布在细胞质膜上。 积极思维 推理 根据上述实验,推理细胞质膜的结构特点。 思考： 讲授新课 人、鼠细胞融合实验表明,细胞质膜具有一定的流动性。1972年,科学家提出了细胞质膜结构的流动镶嵌模型(fluid mosaic model):磷脂双分子层(phospholipid bilayer)构成了细胞质膜的基本支架,由它支持着许多执行某些特定功能的蛋白质分子(图2-2-3)。 讲授新课 细胞质膜上的蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的内侧或外侧,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层。蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性。在细胞质膜的表面,还有一些糖分子聚合形成短的糖链,再与蛋白质或脂质分子相结合,形成糖蛋白(glycoprotein)或糖脂。这些糖链绝大多数都位于细胞质膜的外侧。 讲授新课 细胞质膜结构复杂,功能多样。它控制着细胞与周围环境的物质交换:细胞需要的营养物质通过细胞质膜从外界进入细胞;细胞内合成的激素、抗体等物质经细胞质膜运输到细胞外;细胞代谢产生的废物等,也经细胞质膜排出。细胞之间的信息交流通常依靠细胞质膜上的蛋白质分子完成,功能越复杂的细胞,细胞质膜上蛋白质的种类和数量往往越多细胞质膜还将每个细胞与周围环境分隔开,维持着细胞内部环境的相对稳定。 2.细胞质膜的功能 讲授新课 多细胞生物体内的众多细胞不是孤立存在的,而是通过各种方式进行信息交流,相互协调,共同维持生物体的生命活动。 细胞质膜表面的糖蛋白和糖脂在细胞之间的信息交流中具有重要作用。例如,受精过程中,有些糖蛋白的糖链参与了精子和卵细胞的相互识别。细胞质膜上的受体大多是糖蛋白,它们能识别信号分子(能与受体结合并传递信息的分子)并与之结合,实现细胞识别和信息传递的功能。 讲授新课 相邻细胞之间的细胞质膜相互接触,信息传递可通过信号分子与受体的结合而完成(图2- 2-4)。相距较远的细胞,信号分子的传递需借助于体液。例如,一些激素可随血液循环流向全身各处,通过与靶细胞质膜上或细胞内的受体结合,作用于靶细胞(图2-2-5)。 问题与讨论 通过初中生物学课程的学习,我们已经初步认识到人体多种激素随着血液循环分布到身体各个部位,并能对人体各种生命活动发挥重要调节作用。 那么,我们能说出甲状腺激素、肾上腺素、生长激素分别作用于哪些靶细胞吗? 讲授新课