2.2细胞膜控制细胞与周围环境的联系课件-2024-2025学年高一上学期生物浙科版必修1

第二章 细胞的结构 第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系 想一想 伊红为什么不会逸出细胞?此实验说明了什么? 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。 变形虫的细胞有边界,其边界是它的细胞膜。 细胞的边界可能是细胞膜 作出猜想 你见过细胞膜吗? 活动一 未经受精产下的鸡蛋里的 卵黄是一个卵细胞 2、用手或棉签轻压卵黄,有什么感觉? 细胞膜有一定的柔软度 1、卵黄里的液体为什么出不来? 3、在卵黄周围滴墨水,有什么现象? 存在细胞膜 黑色墨水并未进入到卵细胞中 4、如果将卵黄捣破,会发生什么现象? 卵黄中的黄色液体流出,黑色墨水进入到卵黄中 细胞膜具有什么功能? 半透膜: 一些膜具有一定大小的孔径,水等小分子和离子可以自由通过,而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过,这种膜称为半透膜。 思考:细胞膜对物质的进出有没有选择性??? 如何模拟细胞膜来验证其选择透过性? 如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里…… 2.如何检测淀粉分子和葡萄糖分子是否通过透析膜? 模拟实验探究膜的透过性 活动二 1.透析膜对两者的通透情况是否相同? 3.两组实验的实验现象可能会是? 4.两组实验的实验现象分别说明了什么? 如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里…… 2.如何检测淀粉分子和葡萄糖分子是否通过透析膜? 模拟实验探究膜的透过性 活动一 1.透析膜对两者的通透情况是否相同? 如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里…… 模拟实验探究膜的透过性 活动一 3.两组实验的实验现象可能会是? 4.两组实验的实验现象分别说明了什么? B 葡萄糖 A 淀粉 本尼迪特 碘-碘化钾 B 葡萄糖 A 淀粉 1.A组加入碘-碘化钾后,烧杯内蒸馏水呈现什么颜色? 静置12h后颜色又如何?原因是什么? 透析袋内淀粉溶液颜色有何变化? 2.A组实验说明了什么? 3.本尼迪特试剂检测的现象是什么?B组实验说明了什么? 淡棕色 蒸馏水恢复澄清,碘扩散进入透析袋内 由无色变蓝色 碘可以进入透析袋,而淀粉无法通过透析袋出来。 出现红黄色沉淀 说明葡萄糖能透过透析袋进入蒸馏水 A组 B组 本尼迪特 碘-碘化钾 活动二 通过模拟实验探究膜的透过性 A组 B组 淀粉 碘—碘化钾 葡萄糖 取出后用 本尼迪特检测 A.透析袋内变蓝,透析袋外为棕黄色 B.透析袋外水浴加热出现红黄色沉淀 实验现象 结果分析 葡萄糖分子和碘可以通过透析膜,而淀粉分子无法通过。所以,透析膜对分子的进出具有 。 对细胞膜的推测 细胞膜是细胞的边界,将细胞内与外界环境分隔开,是外界物质进入细胞的屏障。所以,可以推测细胞膜对物质的进出具有 。 选择透过性 半透性 例、小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖; 海带细胞能源源不断地从周围的海水中吸收碘,使得碘在细胞内的浓远高于周围海水; 人体组织细胞将胞外 K+移入膜内,同时将胞内 Na+移出膜外,使得胞内 K+浓度约为胞外的30倍,胞外Na+浓度约为胞内的12倍。 选择透过性 :细胞膜可以控制物质进出,选择性地吸收营养物质和排出代谢产物,保持细胞内生化反应有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性。 细胞膜为什么具有这样的功能? 结构 功能特点 细胞膜具有选择透过性 1895年欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,发现脂质更容易通过细胞膜,于是他提出了 细胞膜的组成成分是什么呢? 溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质 膜由脂质组成。 相似相溶的原理: “相似”是指溶质与溶剂在结构上相似; “相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。 阅读P34课外读:生物膜的研究历程 科学家的足迹——细胞膜结构的探索 活动三 细胞膜结构 资料1:1895年,欧文频用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验,发现凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易进入细胞。(相似相溶) 细胞膜是由_组成的。 脂质 磷脂(最多) 胆固醇 亲水的头部 疏水的尾部 磷脂分子 C、H、0、N、P 水 空气 亲水头部 疏水尾部 磷酸分子具有亲水性(极性) 脂肪酸分子具有疏水性(非极性) 两性分子 空气—水界面 在水中,不同磷脂分子疏水性的尾部相对排列,内部形成一个疏水的环境,而亲水性的头部则朝向外侧,与水接触。 【思考】磷脂分子在水中搅动后如何排布? 水 水 亲水的头 疏水的尾 球形脂质体 1925年,戈特(E. Gorter)和格兰德尔(F. Grendel)用有机溶剂抽提了人红细胞细胞膜的脂质成分后,在空气——水界面上铺成单层分子,测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍,并推测 脂质是怎样有机结合构成膜的呢? 细胞膜由双层脂质分子构成。 头朝外侧,与水接触 尾对尾,内部形成疏水环境 脂双层 依据细胞的内外环境,磷脂分子在细胞膜中怎样分布? 所以,磷脂分子在水中可形成双层结构,称为磷脂双分子层,构成细胞膜的基本骨架。 水 水 细胞膜结构 胆固醇具有一个很小的亲水基团。一般存在于动物细胞膜中,能保持细胞膜的稳定性。 很小的亲水基团 胆固醇分子模型 1层细胞膜=两层磷脂分子层 疏水环境 胆固醇对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用 一方面,胆固醇通过与磷脂脂肪酸链的相互作用,具有限制其运动、增加其有序性的作用; 另一方面,也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。 这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。 实验:科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,然后用蛋白酶处理(已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解),发现膜的结构被破坏了,证明 组成细胞膜的成分中有蛋白质。 蛋白质位于细胞膜的什么位置?是怎样分布的? 1959年,罗伯逊根据电镜超薄切片中细胞膜展现的暗-亮-暗三条带(图2-16),推测两边暗的条带是蛋白质,中间亮的部分是脂双层分子。罗伯逊在“三明治”模型的基础上提出了 ,推断所有的生物膜都由 构成。 “蛋白质一脂质一蛋白质”的“三明治”模型 单位膜模型 蛋白质-脂质一蛋白质 随后,丹尼利(J. Danielli)和戴维森(H. Davson)发现细胞膜的表面张力比油-水界面的张力低得多,推测出膜中含有蛋白质,从而提出了 ,认为细胞膜是由双层脂质分子及其内外表面附着的蛋白质共同构成。 四 一层亮带(脂质) 两层暗带(蛋白质) 发现蛋白质在膜中的分布是不对称的,蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。 电镜冰冻蚀刻(冰冻断裂)将标本冰冻,然后用冷刀断开,升温后暴露断裂面。 为什么? 应用化学手段分析表明:质膜的主要成分是脂质和蛋白质,其中脂质中磷脂含量最多,还有少量的糖类。动物细胞中还含有一定量的胆固醇。 活动四 尝试画出细胞膜的组成和结构 活动四 尝试画出细胞膜的组成和结构 细胞膜的主要成分是什么? 细胞膜结构 磷脂最丰富 在细胞膜行使功能时起重要作用 细胞膜的成分及比例 为什么利用... text has been truncated due to evaluation version limitation. 细胞膜上的蛋白质统称为 ,也和磷脂分子一样,有 部分和 部分。 膜蛋白 水溶性 脂溶性 功能? 膜蛋白 有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,例如细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质都需要通过特定的转运蛋白来完成。 转运蛋白 有些膜蛋白催化特定化学反应,例如,小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解。 催化作用 同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起。 连接作用 细胞膜结构 对细胞膜的深入研究发现,细胞膜的外表面还有多糖分子,它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白,或与脂质结合形成的糖脂,被称为细胞外被。不仅对细胞膜起到保护作用,而且在细胞识别过程中起重要作用。 多糖分子模型 膜外侧 糖蛋白 阅读课本31页 不仅代表细... text has been truncated due to evaluation version limitation. 某些膜蛋白接收外界信息或刺激,激活细胞内相应生理生化反应,在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用如胰岛素受体。 信息交流和细胞识别 糖蛋白 细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现,细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多 阅读P31小资料:细胞外被 细胞膜是固定不动的吗? 生物膜的结构特性 小鼠细胞 膜蛋白 人细胞 膜蛋白 杂交细胞 荧光染料 标记膜蛋白 红色荧光标记物 绿色荧光标记物 37 下 培养 40min 细胞膜的蛋白质是呈流动状态的 https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fc-ssl.duitang.com%2Fuploads%2Fitem%2F201908%2F25%2F20190825232913_qptmt.thumb.400_0.gif&refer=http%3A%2F%2Fc-ssl.duitang.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1694846190&t=a17ecfd4c15f40138c5b6294e2bd3acf 1、人鼠细胞融合实验 2、变形虫运动、摄食 3、细胞分裂 具有一定的流动性 1972年,辛格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上,提出了细胞膜的 。奠定了生物膜结构和功能的基础。 细胞膜的流动镶嵌模型 五 流动镶嵌模型 生物膜的流动镶嵌模型 1、 构成了细胞膜的基本骨架。 2、蛋白质分子的排布体现了膜内外结构的_。 3、_的位置不是固定的,生物膜具有一定的_。 磷脂双分子层 不对称性 磷脂和蛋白质 流动性 磷脂 糖蛋白 胆固醇 蛋白质 细胞膜结构 膜内侧 膜外侧 糖蛋白 生物膜都具有相似的物质组成和空间结构 生物膜 相似的空间结构: 以磷脂双分子层为基本骨架 膜的外侧有糖蛋白 相似的物质组成: 磷脂分子、膜蛋白、糖蛋白、(胆固醇) 不仅代表细... text has been truncated due to evaluation version limitation. 下图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以将药物包裹成小球,通过小球膜和细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。现有甲、乙两种药物,甲为脂溶性药物,乙为水溶性药物。甲、乙两类药物分别包裹在什么位置? 脂质体和药物运输 应用 c 细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构 细胞壁 细胞壁成分: 植物:纤维素、果胶 2. 细胞壁功能: 保护细胞; 维持细胞形态; 加强细胞机械强度; 参与细胞间相互粘连,是激素等化学信号传递的介质和通路 全透性 细菌:肽聚糖 真菌:壳多糖(几丁质) 联系生活:细胞壁的功能 原因:青霉素抑制细菌合成肽聚糖。因为不能合成细胞壁物质,细菌就不能生长和繁殖,所以青霉素能杀菌。 事例1、青霉素为什么能杀菌? 事例2、参天大树之所以能挺立? 原因:靠死细胞的细胞壁支撑、支持作用。 细胞膜 结构特点 功能特点 结构组成 结构探究历程 决定 一定的流 动性 选择透过性 磷脂双分子层 蛋白质 $$