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

3.1 细胞膜的结构和功能 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? 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) 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。 伊红为什么不会逸出细胞?此实验说明了什么? 细胞做为一个基本的生命系统,它的边界就是_,也叫_。 细胞膜 质膜 将细胞与外界环境分隔开 膜的出现使细胞成为相对独立的系统 细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定 需要的营养物质(氨基酸、无机盐,葡萄糖等)O2 不需要的物质 抗体、激素等物质 代谢废物 细胞 可以进入 不容易进入 排出 分泌出去 有用的成分不会轻易流失到细胞外 病菌、病毒等 可能侵入 控制物质进出细胞 细胞膜的控制作用是相对的。 进行细胞间的信息交流* 通过细胞分泌的化学物质间接传递信息 靶细胞:接受信号分子的细胞 受体:靶细胞膜上与信号分子特异性结合的位点,一般为糖蛋白。 (信号分子) 靶细胞 受体 受体 内分泌细胞 与膜结合的信号分子 膜上接受信号分子的受体 发出信号的细胞 靶细胞 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结合 相邻两个细胞的细胞膜接触直接传递信息 胞间连丝既有物质运输的作用,又有信息交流的作用。 胞间连丝 相邻两细胞之间形成通道,来传递信息 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 发现:脂质更容易通过细胞膜 推测:细胞膜是由脂质组成的 自主阅读教材42页1、2、5段,结合补充材料,尝试找出细胞膜的成分,完成下列表格。 任务一 溶于脂质的物质 细胞膜 化学分析 低于油-水界面的表面张力 细胞膜是由脂质组成的 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多 细胞膜除含有脂质分子外,可能还附有蛋白质 1895年 1935年 欧文顿 丹尼利 戴维森 5 二、 对细胞膜成分的探索 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。 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。 资料分析 几种细胞膜的主要成分(质量分数%) 运用归纳法得出结论: 细胞膜的组成成分是主要是脂质(以磷脂为主)和蛋白质,还有少量糖类 细胞膜成分组成: 三、对细胞膜结构的探索 资料分析 亲水的头(极性) 疏水的尾(非极性) 磷脂分子遇到水环境会形成3种形态: 结合细胞所处的内外环境,请分析:细胞膜中磷脂分子的排布为哪一种类型。 实验证据: 1:1925年,两位荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)用丙醇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。 2:电镜观察细胞膜脂质厚度为3.5nm,刚好是两层磷脂分子的厚度。 1.磷脂分子在细胞膜中如何排列 细胞膜的两侧都有水环境存在,在这样的环境中,磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢? 实验现象:S单层磷脂 = 2S红 空气 水层 三、对细胞膜结构的探索 资料分析 2.蛋白质分子在细胞膜中如何排列 1925年戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)提出的“三明治”模型 1959年,罗伯特(J.D.Robertson)在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-明-暗三层结构,提出单位膜模型,推断所有的细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质构成。 两层暗 一层亮 暗—亮—暗 蛋白质—脂质—蛋白质 罗伯特森 这一实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性。(结构特点) 【小资料】冰冻蚀刻技术: 将细胞膜用干冰(或液氮)等冰冻,后用冷刀断开,升温后在真空下暴露断裂面,发现断裂面是凹凸不平的。 贯穿 得出结论:蛋白质镶、嵌、贯穿于磷脂双分子层中 细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切关系。 辛格(S.J.Singer) 、尼科尔森(G.Nicolson)提出的流动镶嵌模型为多数人所接受。 四、流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜不是静止不动的,而是具有流动性,主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。 ① ① ② ③ ④ ⑤ 糖脂 旁栏思考:既然膜内部分是疏水的,水分子为什么能跨膜运输呢? ①是因为水分子极小