资源简介

(共52张PPT)
第3章 细胞的基本结构
3.2 细胞器之间的分工合作
1、举例说出几种主要细胞器的功能；
2、简述细胞膜系统的组成和功能；
3、制作临时装片，用显微镜观察叶绿体和细胞质的流动；
4、用系统观分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。
学习目标：
教学重点：
1、几种主要细胞器的功能；
2、细胞膜系统的组成和功能。
教学难点：
1、细胞器之间的协调配合；
2、分析细胞中部分与整体、结构和功能的统一性。
C919飞机是我国研制的新一代大型客机。研制C919飞机需要若干部门分工合作，如整体研发设计、特种材料及工艺技术、机载系统研发、总装制造等部门。
1、如果缺少其中的某个部门，C919飞机还能制造成功吗？
2、细胞中是否也具有多种不同“部门”？这些“部门”也存在类似的分工与合作吗？
研制大飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。
细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成着生命活动。 这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。
细胞中这些不同“部门”在哪呢？有哪些具体的“部门”呢？
细胞膜
细胞质
细胞
细胞核
细胞壁（植物）
细胞质基质
细胞器
细胞质基质
细胞器
细胞的基本结构
细胞质基质
(1)状态：
呈溶胶状；
可流动（细胞质环流）
(2)成分：
水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶
(3)功能：
细胞质
细胞质基质：
细胞器
分离方法：
分布：
种类：
8种
在细胞质基质中
差速离心法
活细胞进行新陈代谢的主要场所
(多种化学反应的主要场所)
新陈代谢的主要场所
1、破坏细胞膜，制成细胞匀浆
分离各种细胞器的方法——差速离心法
2、匀浆放入离心管
3、离心器离心
4、细胞器分离
以逐步增高的转速重复离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，使细胞器分离开。
差速离心法
核糖体
1、细胞器之间的分工
原核细胞、真核细胞共有细胞器
分布：
动植物都有
结构：
无膜结构，椭球形的粒状小体
游离在细胞质基质中
（合成分泌蛋白等）
(“生产蛋白质的机器”)
（1）核糖体
功能：
蛋白质合成的场所
成分：
含少量RNA、蛋白质、酶
类型
游离核糖体：
附于粗面内质网上
附着核糖体：
（合成胞内蛋白）
细胞器之间的分工
内质网
分布:
动植物都有，细胞核附近较多
形态与结构：
由单层膜连接而成的管状、泡状、扁平囊状结构连接而成的内腔相通的膜性管道系统
粗面内质网上附着有核糖体
粗面内质网
光面内质网
（2）内质网
光面内质网
粗面内质网
粗面内质网
光面内质网
功能：
蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道
类型
（有核糖体附着）
（不含核糖体）
线粒体
细胞器之间的分工
分布：
动植物，耗能多、代谢旺盛的部位分布多
研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上
形态：
椭球形
基质
外膜
内膜
嵴
功能：有氧呼吸的主要场所，为生命活动提供能量
(细胞的“动力车间”)细胞生命活动所需的能量
大约95%来自线粒体(与能量转换有关)
结构：外膜、内膜、嵴、基质
成分：含少量DNA和RNA、呼吸酶等
（3）线粒体
细胞器之间的分工
高尔基体
分布：
动植物细胞中
形态结构：
单层膜的囊状物，有囊泡
动植物都有，但功能不同
对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
功能：
动物中与细胞分泌物形成有关
植物中与细胞壁形成有关
蛋白质的加工、分类、包装、发送等。
（4）高尔基体
内质网和高尔基体形态上如何区别？
都有膜结构，但高尔基体周围有小泡存在，内质网则无。
花儿为什么这样红

细胞器之间的分工
液泡
主要在植物细胞
分布：
成熟植物细胞有中央液泡(大液泡)，液泡是其最大的细胞器
单层膜结构
（5）液泡
调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺。
维持细胞的形状，
维持渗透压等。
功能：
结构：液泡膜 + 细胞液
成分：
含糖类、无机盐、色素、蛋白质等
花青素
细胞器之间的分工
叶绿体
分布：植物的绿色部分，
叶肉细胞、
幼茎的皮层细胞等
形态:
扁平的椭球形或球形
（“养料制造车间”和“能量转换站”)
基粒（多个类囊体堆叠而成）
内膜
类囊体
基粒
外膜
结构：外膜、内膜、基粒、基质
功能：绿色植物光合作用的场所
成分：含少量DNA和RNA、光合色素、光合酶等
（6）叶绿体
细胞器之间的分工
中心体
无膜结构
动物和低等植物细胞
分布：
结构：
中心粒由9组三联体微管组成
功能：
成分：
两个(互相垂直排列的)中心粒及周围物质组成
与细胞的有丝分裂有关
总是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫中心体。
（7）中心体
细胞器之间的分工
溶酶体
主要分布在动物细胞
分布：
一种单层膜的囊状小泡
结构：
①分解衰老、损伤的细胞器；
②吞噬并杀死侵入细胞的
病毒或细菌。
含多种水解酶
(细胞的“消化车间”)
功能：
溶酶体
（8）溶酶体
被溶酶体分解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。
成分：
植物特有：
动物和低等植物特有：
动植物都有，但功能不同：
原核、真核细胞共有：
主要在动物：
叶绿体、液泡
中心体
核糖体
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
线粒体、叶绿体
核糖体、中心体
(细胞结构：+ 细胞壁)
高尔基体
分布
结构
没有膜：
双层膜：
单层膜：
溶酶体
(细胞结构：+ 细胞膜)
含DNA：
含RNA：
含色素：
与能量转换有关：
线粒体、叶绿体
线粒体、叶绿体、核糖体
叶绿体、液泡
线粒体、叶绿体
细胞质基质
线粒体
叶绿体
核糖体
内质网、高尔基体
物质
功能
新陈代谢的主要场所：
有氧呼吸的主要场所：
绿色植物光合作用的场所：
蛋白质合成的场所：
蛋白质加工、运输的场所：
(细胞结构：+ 细胞核)
1：细胞膜
2：细胞质(基质)
3：高尔基体
9：线粒体
8：内质网(光面、粗面)
11：附着核糖体
13：中心体
12：游离核糖体
动物细胞：无细胞壁、叶绿体、液泡，有中心体
1：细胞膜
2：细胞壁
3：细胞质(基质)
4：叶绿体
5：高尔基体
11：线粒体
12：内质网(光面、粗面)
13：核糖体
14：液泡
高等植物：有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体
1：细胞壁
2：液泡
3：细胞核
4：高尔基体
5：叶绿体
6：线粒体
7：内质网
8：核糖体
9：中心体
低等植物：有细胞壁、叶绿体、液泡、中心体
(藻类、地衣等，无根、茎、叶的分化)
蛋白质纤维组成的网架结构
(2)功能：教材P50
②与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动有关
(1)组成：
2、细胞骨架
①维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器
探究-实践
叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后直接观察。
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时用细胞质基质的叶绿体的运动作为标志。
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(1)实验原理
3、用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动
观察叶绿体：不需染色，制片直接观察其形态和分布；
观察细胞质流动：以叶绿体的运动作为标志。
探究-实践
用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动
(2)实验材料
藓类的叶片、
藓类为阴生植物，菠菜下表面也是背阳面，这样的细胞叶绿体大且数目少，便于观察。
新鲜的黑藻、菠菜叶下表皮
藓类、黑藻叶：
菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)：
叶绿体大而少，易观察；
薄且小(单层细胞组成)，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片。
实验材料能否选择根细胞或动物细胞？
观察叶绿体
在洁净的载玻片中央滴一滴清水
低倍镜下找到叶片细胞
高倍镜下观察叶绿体的形态和分布
制作藓类叶
片临时装片
观察叶绿体
注：保持有水状态,以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基质中
方法步骤
用镊子取一片藓类的小叶(或取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮)
放入水滴中盖上盖玻片(缓慢且与载玻片成45°夹角）
叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，随细胞质流动，自身也可转动；
每个细胞中细胞质流动的方向一致，其流动方式为环流式。
菠菜叶肉细胞
黑藻叶细胞
实验结论
选择生长旺盛的黑藻叶片，且实验室温度
保持在26℃左右，温度过低或过高都会影响
细胞质环流的速度；（若温度低于20℃，可
用40瓦的白炽灯照射20分钟左右）
由于黑藻的细胞质是均匀透明的胶状物质，因此显微镜的光线调节要相对暗淡；
当外界温度低或者光线暗时，细胞质流动的慢，而温度高时，细胞质流动的较快。
在相同的条件下，靠近叶脉的细胞，细胞质流动的较快，其他细胞质流动的较慢。
装片要保持有水状态,以保持细胞器的形态和细胞的活性；
（3）注意：
1、叶绿体的形态和分布,与叶绿体的功能有什么关系
2、植物细胞的细胞质处于不断流动的状态，这对于活细胞完成生命活动有什么意义
叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。
细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需要原料、代谢所需的催化剂酶、细胞器等物质和结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。
4、细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成与运输过程为例
指在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。如消化酶、抗体和一部分激素。
用3H标记亮氨酸
蛋白质的合成和运输过程
追踪
(2)研究方法：
同位素标记法(教材P51)
(1)分泌蛋白：
如消化酶、抗体、部分激素
如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰岛素等；
血红蛋白、呼吸酶、光合酶等为胞内蛋白。
在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与18O，14C与12C。同化学位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。
用位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。
科学方法——同位素标记法
(黑点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白)
豚鼠胰腺腺细胞分泌物形成过程
在豚鼠胰腺腺泡细胞中注射３Ｈ标记的亮氨酸
（3）形成过程：
线粒体
（供能，间接参与）
内质网
高尔基体
细胞膜
囊泡
囊泡
氨
基
酸
进一步
修饰加工
加工折叠
核糖体
肽链
较成熟
蛋白质
成熟
蛋白质
分泌蛋白
脱水缩合
①参与的细胞器(细胞结构)：
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
(+细胞膜)
在细胞内，许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇，在细胞中穿梭往来，繁忙地运输着“货物”，而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。
②囊泡穿梭往来运输物质，
高尔基体是囊泡运输的枢纽。
标记出现的顺序：
核糖体.内质网.高尔基体.细胞膜
③膜面积变化
内质网膜：
高尔基体膜：
细胞膜：
减小
增大
囊泡
②
①
④
⑧
⑦
囊泡
③
线粒体
⑤
⑥
基本不变
④穿膜层数：
0层（借助囊泡）
分泌蛋白形成过程中，内质网膜和高尔基体膜，高尔基体膜和细胞膜之间以“出芽”形成囊泡的形式相互转化。
（膜成分更新）
蛋白质分泌相关的常考图示
5、细胞的生物膜系统
判断下列结构中，属于生物膜系统的是（ ）
A、线粒体外、内膜 B、高尔基体膜 C、中心体 D、膀胱膜 E、内质网膜 F、肠系膜 G、核糖体 H、腹膜 I、囊泡膜 J、液泡膜 K、叶绿体外、内膜
L、皮肤和黏膜 M、消化道黏膜 N、白细胞的细胞膜
A、B、E、I、J、K、N
注意：①囊泡膜、类囊体膜也属于生物膜系统。
②原核细胞有生物膜(细胞膜)，但没有生物膜系统。
③肠系膜、膀胱膜、视网膜等不是生物膜系统。
(1)组成：
细胞膜、核膜和细胞器膜等细胞的所有膜结构。
细胞膜
核膜
内质网膜
直接联系
间接联系
囊泡
高尔基体膜
囊泡
间接联系
内质网与核膜外层相连
内质网与细胞膜相连
生物膜的组成成分和结构相似(成分比例不同)，在结构和功能上紧密联系。
（2）联系：教材P52
①直接联系：
②间接联系：
内质网膜 高尔基体膜 细胞膜。
囊泡
囊泡
内质网膜内连核膜，外连细胞膜。
①细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细
胞与外部环境进行________、________和_________中起
着决定性作用。
　　
物质运输
能量转化
信息传递
（3）功能：教材P52
②许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积
为多种酶提供了附着位点。
③将细胞分隔成许多小区室，使各种化学反应能同时进行
而不互相干扰。保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
与社会的联系
人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。
透析型人工肾替代病变的肾，血液透析膜就是人工合成的膜材料。
体现细胞膜的控制物质进出的功能。
5、找出下图中的错误,并在图中改正
练习：教材P53
练习与应用
2.基于对动植物细胞结构的比较，可以判断水稻叶肉细胞和人口腔上皮细胞都有的细胞器是（ ）
高尔基体
叶绿体
液泡
中心体
一、概念检测
1.基于细胞器的理解判断下列相关表述是否正确。
（1）细胞质由细胞基质和细胞器两部分组成。（ ）
（2）细胞膜系统由具有膜结构的细胞器构成。（ ）
3.在唾液腺细胞中参与合成并分泌唾液淀粉酶的细胞器有（ ）
线粒体、中心体、高尔基体、内质网
内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
内质网、核糖体、高尔基体、中心体
4.在成人体内，心肌细胞中的数量显著多于腹肌细胞中的数量的细胞器是（ ）
核糖体
线粒体
内质网
高尔基体
练习与应用
二、拓展应用
溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体酶膜不会被这些水解酶分解呢？尝试提出一种假说，解释这种现象。如有可能，通过查阅资料验证你的假说。(共24张PPT)
3.3 细胞核的结构和功能
动物细胞
植物细胞
细胞核
学习目标：
1.通过材料分析，阐明细胞核的功能和结构;
2.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心;
3.根据对细胞整体与局部的认识，尝试制作真核细胞的三维结构模型。
学习重点：
1.细胞核的功能和结构;
2.制作真核细胞的三维结构模型。
学习难点：
制作真核细胞的三维结构模型。
克隆羊“多莉”
取核
去核
融合
多莉
A
B
C
卵裂
克隆羊多莉像A 像B 还是像C？
问题探讨
乙
甲
体细胞
卵母细胞
提取
提取
取核
去核
体外培养
早期胚胎
胚胎移植
丙
克隆牛
重组细胞
(教材P54)
教材P55讨论5
1、细胞核的数目
绝大部分有１个细胞核；
如哺乳动物成熟红细胞、高等植物成熟筛管细胞
双小核草履虫有两个细胞核；
少数细胞含有多个核，如骨骼肌、横纹肌细胞，如恶性横纹肌肉瘤细胞。
(2)其他真核细胞：
(1)原核细胞及少数真核细胞:无细胞核，
通常1个细胞核，有的2个或多个。
骨骼肌细胞（多核）
筛管细胞（无核）
人的成熟红细胞（无核）
细胞核具有什么功能？
思考讨论
蝾螈
2、细胞核相关实验
变形虫
伞藻
美西螈
资 料 一
结论：美西螈肤色遗传由细胞核控制。
(1)美西螈核移植实验
不足：缺乏对照，应补充进行相关的移植实验。
2
胚胎细胞
卵细胞
取核
去核
核移植
白美西螈
黑美西螈
黑美西螈
（缺乏对照）
讨论：美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素合成有什么关系？
这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？
肤色由表皮细胞内的黑色素决定；细胞核控制。
细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成，没有细胞核，这些生命活动都不能进行。
资 料 二
(2)蝾螈受精卵横缢实验
结论：蝾螈细胞分裂、分化(遗传)由细胞核控制。
有核
无核
不分裂
分裂
开始分裂 已经分裂
发育慢
发育快
有核 有核
(3)变形虫切割实验
资 料 三
结论：变形虫的生命活动(代谢等)由细胞核控制。
(细胞核与细胞质相互依存，不可分割)
无核的细胞质为何能生活一段时间？
已合成的蛋白质等物质仍可发挥作用。
伞形帽
菊花形帽
资 料 四
(4)伞藻嫁接和核移植实验
“帽”
柄
假根(细胞核)
帽
伞形
菊花形
柄
假根
讨论： 伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质？
资 料 四
伞藻嫁接和核移植实验
结论：伞藻的帽形遗传(形态结构建成)由细胞核控制。
优点：核移植排除了假根中其他物质的影响。
实验名称 结论
美西螈核移植实验
蝾螈受精卵横缢实验
变形虫切割实验
伞藻嫁接与核移植实验
美西螈的肤色遗传由细胞核控制
蝾螈细胞的分裂、分化(遗传)由细胞核控制
变形虫的生命活动(代谢等)由细胞核控制中心
生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
结论：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
资 料 总 结
伞藻的帽形遗传由细胞核控制
3、细胞核的功能：是遗传信息库，
是细胞代谢和遗传的控制中心。
(1)细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所，DNA携带
遗传信息，并通过复制由亲代传子代，保证了遗传信
息的连续性。
(2)细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，使生
物体能够进行正常的细胞代谢。DNA可以控制蛋白质的
合成，从而决定生物的性状。
原核细胞代谢和遗传的控制中心
——拟核
核膜
核仁
染色质
核孔
核糖体
内质网
4、细胞核的结构：
核液
核膜、核孔、核仁、染色质
核液：核膜内充满的粘滞性较大的液体，核仁和染色质就分布在其中。
（1）核膜：
双层膜，将核内物质与细胞质分开。
（2）核孔：
注意：①大分子物质只能通过核孔选择性进出。
③代谢旺盛的细胞中，核孔数量较多。
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
注意：①某些小分子和离子可通过核膜进出；(选择透过性)
②通过核孔运输穿过0层膜。
如蛋白质能进，RNA能出，但核DNA不能出。
②外膜常与内质网相连，可附着核糖体。
双层膜的细胞结构？
线粒体、叶绿体、细胞核
（4）染色质与染色体
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
易被碱性染料染成深色
特点:
主要成分:
DNA和蛋白质
染色质(体)是DNA的主要载体
功能:
关系:
(DNA是遗传信息的载体)
（3）核仁：
与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。
注意：蛋白质合成旺盛的细胞中，
核仁数目较多、体积较大。
(如龙胆紫、醋酸洋红)
染色质（分裂间期）
染色体
（分裂期）
解螺旋
高度螺旋化
蛋白质
DNA分子
细丝状：染色质
圆柱状或杆状：染色体
染色质：细丝状
（分裂间期）
染色体：圆柱状/杆状
（分裂期）
高度螺旋
解螺旋
5、细胞的整体性
植 核
停止生长
存活
停止生长 死亡
正常生活
死亡
相互依存
不可分割
细胞核：
细胞质：
控制中心(控制细胞的代谢和遗传)
提供物质和能量
细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。
细胞是生物体结构和功能的基本单位，
也是生物体代谢和遗传的基本单位。
凡是无核的真核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟红细胞(高等植物成熟筛管细胞)；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。只有细胞核而没有细胞质的的细胞，其存活的时间也不长，如精子和人工获得的细胞核只能存活几个小时。
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个统一的整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。这是几十亿年进化的产物，是生物与环境长期相互作用的结果。
6、建构模型
物理模型：
数学模型：
概念模型：
（如DNA双螺旋模型，照片不是）
如实物、图画
如数学方程式、坐标曲线图
如概念图
1个细菌指数增长：2n
尝试制作真核细胞的三维结构模型（课外作业）
注意：
①模型要体现事物的本质和
规律性联系；
②实物模型首先考虑科学性、
准确性，其次考虑是否美观；
③照片不属于物理模型。
同一个生物内所有细胞的“蓝图”（遗传信息）都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的结构、功能如此多样？
同一生物体内所有细胞的“蓝图”（遗传信息）相同，都来源于受精卵的分裂；体内细胞的形态结构、功能的多样性是细胞分化的结果。
旁栏思考（教材P56 ）
DNA
亲代传递给子代，保证了亲子代在遗传性状的一致性。
遗传
（资料1、2、4）
“蓝图”
物质合成
能量转换
信息交流
遗传信息
控制
代谢
（资料3）
控制中心
遗传信息库
结构
功能
细胞核
染色质
相适应
总结
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞核中DNA(链状)的存在形式：
染色质
练习
一、概念检测
1.细胞核的结构与功能有密切的联系，据此判断下列相关表述是否正确
（1）控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令，主要通过核孔从细胞
核送到细胞质。（ ）
（2）细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关（ ） 2.细胞核内行使遗传功能的结构是（ ）
A.核膜 B. 核孔 C.染色质 D. 核仁
3.细胞核是细胞的控制中心，下列各项不能作为这一结论的论据的是（ ）
A.DNA主要存在细胞核内 B.细胞核控制细胞的代谢和遗传
C.细胞核是遗传物质储存和复制的场所 D.细胞核位于细胞的正中央
D
c
√
√(共38张PPT)
国家的边界
细胞的边界？
细胞膜，也叫质膜
人体的边界？
皮肤和黏膜
第3章 细胞的基本结构
3.1 细胞膜的结构和功能
学习目标（第1课时）
1、从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统边界所具有的功能；
2、分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础
3、分析对细胞膜成分的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
1、从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统边界所具有的功能；
2、分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容；
3、分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
学习目标：
教学重点：
1、细胞膜的功能；
2、流动镶嵌模型的主要内容。
教学难点：
1、细胞膜的结构与其组成成分的内在联系；
2、对细胞膜结构的探索历程。
原始地球环境
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜的出现将生命物质和外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为了相对独立的系统，细胞膜保障细胞内部环境的相对稳定。
1、细胞膜的功能
（1）将细胞与外界环境分隔开
需要的营养物质
不需要的物质
细胞膜
（2）控制物质进出细胞
抗体、激素等分泌物，废物
核酸等有用的成分
需要的营养物质可以进入(可以进)；
不需要的物质不易进入(不易进)
抗体、激素等分泌物和废物排出细胞(可以出)
有用的成分(如核酸)不会轻易流失到细胞外(不易出)
①体现了细胞膜的功能特性——选择透过性
图中体现相对性的编号？
②细胞膜的控制作用具有普遍性和相对性
图中体现普遍性的编号？
①②③
④
细胞膜控制物质进出是普遍的，但这种控制作用又是相对的，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。
活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞
细胞死亡，细胞内容物外流，色素分子也流出细胞外。
①物质传递：
受体
（3）进行细胞间的信息交流
如激素
（内分泌细胞 → 激素 → 靶细胞膜上的受体）
（大多与细胞膜的结构有关）
内分泌细胞分泌的激素(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。
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。如精子和卵细胞的识别和结合。
②接触传递：
细胞膜间直接接触，如精卵识别、结合
发出信号的细胞
靶细胞
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。
③通道传递：
例如：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接
注意：胞间连丝可进行信息交流和物质运输
细胞间形成通道，如高等植物的胞间连丝
发现凡是易溶于脂质的物质，容易穿过膜，
反之，不容易溶于脂质的物质，不容易穿过膜。
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
相似相溶
做出推测：
①欧文顿实验
用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,
发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的
实验：
现象：
2、对细胞膜成分的探索(教材P42)
膜是由脂质组成的
②进一步探索脂质成分类型
科学家第一次将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。
红细胞的细胞膜
化学分析表明：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，
其中磷脂含量最多。
头部：亲水性
（极性）
尾部：疏水性
（非极性）
磷脂分子的结构
胆 碱
磷 酸
甘 油
脂肪酸
水
空气
将磷脂在空气—水界面上铺成单分子层
③荷兰科学家戈特和格伦德尔的实验
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。
实验：
现象：
测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！
结论：
推测
A
B
C
细胞膜中磷脂分子的排列方式
水
水
发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。
研究细胞膜的张力
④英国学者丹尼利和戴维森
实验：
现象：
推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
结论：
脂质(约50%)：
决定膜的功能；蛋白质种类和数量越多，细胞膜功能越复杂
蛋白质(约40%)：
糖类(约2%—10%)：
磷脂最丰富，动物细胞膜含少量胆固醇
3、细胞膜的成分
形成糖蛋白或糖脂
细胞膜的主要成分是脂质、蛋白质，糖类含量少。
主要成分
少量
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
1、在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（ ）
A. C、H、O B. C、H、O、P
C. C、H、O、N D. C、H、O、N、P
2、细胞膜常常被脂类溶剂和蛋白酶处理溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是（ ）
A．磷脂、蛋白质、多糖
B．蛋白质、多糖
C．磷脂、蛋白质
D．蛋白质、核酸
3、处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒金属离子对水的污染，这是试图模拟细胞膜的（ ）
A.通信功能 B.免疫功能 C.屏障功能 D. 控制物质进出功能
4、根据图解回答下面的问题：
(1)图中反映的是细胞膜的 功能。
(2)图中甲表示的是 的细胞，
乙表示的是 细胞。
(3)图中1表示 ，2表示 细胞
膜上的 。
信息交流
发出信号
靶
信号分子
靶
受体
细胞膜的功能由它的成分和结构决定
1、最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和检测？
讨论：
通过对现象的推理分析
教材P42
4、如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。
水
苯
蛋白质
蛋白质
脂质
单位膜模型
在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构
⑤罗伯特森
假说：
细胞膜由蛋白质－脂质－蛋白质组成
现象：
他认为细胞膜是静态的统一结构
能解释细胞生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬病菌的过程等现象吗？
4、对细胞膜结构的探索
⑥人—鼠细胞融合实验
现象：
两种颜色的荧光均匀分布
方法：
荧光标记法
(标记膜蛋白)
影响因素：
(温度影响膜蛋白分子运动速率；一定范围内，温度升高膜流动性加快)
结论：
细胞膜具有流动性
温度
融合40分钟后荧光均匀
诱导
融合
人细胞
鼠细胞
荧光 标记
40分钟后37摄氏度
一定温度范围内：温度降低，分子运动速率减慢，流动性减弱；温度升高，分子运动速率加快，流动性增强。
(膜蛋白可以运动)
⑦辛格和尼科尔森：
提出流动镶嵌模型
对细胞膜结构的探索
19世纪末
1925年
1959年
1970年
1972年
时间
科学家
科学实验
假说
欧文顿
两位荷兰科学家
罗伯特森
弗雷和埃迪登
用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验
膜是由脂质组成的
从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍
细胞膜中脂质为连续的两层
电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成
人鼠细胞融合实验
细胞膜具有流动性
在新的观察和实验证据基础上
提出流动镶嵌模型
20世纪初
科学家
将细胞膜从哺乳动物成熟的红细胞中分离出来
脂质由磷脂和胆固醇，磷脂含量最多
蛋白质—脂质—蛋白质静态统一结构
英国学者丹尼利和戴维森
研究细胞膜的张力
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
1935年
辛格和尼科尔森
科学方法：提出假说
贯穿
镶在
嵌入
磷脂分子
蛋白质分子
糖脂
外表面
内表面
糖蛋白
磷脂双分子层
5、流动镶嵌模型的基本内容
磷脂双分子层：
是膜的基本支架，内部疏水，有屏障作用
蛋白质:
镶、嵌或贯穿于磷脂双分子层，
糖被：
只分布在细胞膜外表面，
有物质运输等作用
5、流动镶嵌模型的基本内容
参与细胞表面的识别、细胞间信息交流等
形成糖蛋白或糖脂；
注意：蛋白质、糖被等分布不均匀，使膜具有不对称性。
(1)主要成分：
(2)作用：
细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定，不能控制物质进出细胞。
6、植物细胞壁
(3)特性：
纤维素、果胶
支持和保护
全透性
(4)注意：
细胞的边界是细胞膜，不是细胞壁。
细胞壁具有较坚韧的支撑性，它对植物体起着骨架作用，以维持细胞正常的形态。
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
进行细胞间的信息交流
物质传递
接触传递
通道传递（胞间连丝）
对细胞膜结构的探索
膜是由脂质组成的
细胞膜中脂质为连续的两层
蛋白质—脂质—蛋白质静态统一结构
细胞膜具有流动性
提出流动镶嵌模型
细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
生物膜的流动镶嵌模型
磷脂双分子层:基本支架
蛋白质：
糖蛋白（糖被）：位于外侧（识别、信息交流）
镶、嵌、贯穿，大部分
可运动，决定膜的功能
结构特性：一定的流动性
功能特性：选择透过性
细胞壁
成分；功能；特性
细胞膜的结构和功能
课堂小结
练习与应用
一、概念检测
1. 基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。 ( × )
（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。( × )
（3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。( × )
2. 细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B. 由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C. 细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D. 细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
B
二、拓展应用
1. 在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进岀。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？
把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯，细胞膜的结构和功能要复杂得多；细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而窗纱是没有生命的，它只能是被动地在起作用。
（1）为什么两类药物的包裹位置各不相同？
由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间
的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；
脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物
可稳定地包裹其中。
（2）请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？
由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
2. 下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞 发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。

展开更多......

收起↑