3.1细胞膜的结构和功能(第1课时)课件(共30张PPT1份视频)-人教版(2019)必修1

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(共30张PPT)








细胞膜
细胞质
细胞核
细胞质基质
细胞器
细胞壁(动物细胞无)
第三章 细胞的基本结构
从外到内:
第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
边界
一个国家有陆地、海域、领空的边界;使人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜,是人体的边界。
系统的边界对系统的稳定至关重要。
细胞作为一个基本的生命系统,细胞膜是其边界
起什么作用呢?
推测的原始海洋景观图
将细胞与外界环境分隔开
1
一、细胞膜的功能
将生命物质与外界环境分隔开,使细胞成为一个相对独立的系统,细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等)
不需要、有害的物质(如细菌、病毒等)
抗体、激素等
细胞合成并分泌
废物
(CO2、尿素等)
细胞代谢产生
细胞膜的控制作用是相对的,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。
控制物质进出细胞
2
鉴别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?
问题探讨
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
细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,死细胞能被染成蓝色。
应具有控制物质进出细胞的功能
延伸思考:
植物细胞最外层是细胞壁,对于植物细胞而言,细胞壁是它的边界吗?
细胞膜能够控制物质进出细胞→细胞膜是系统的边界
细胞壁
分布及成分:
植物:纤维素和果胶
真菌:几丁质
原核细胞(除支原体):肽聚糖
功能:支持、保护作用
特性:全透性
细胞壁是全透的,它不能保证细胞内部的稳定,不能作为系统的边界
植物细胞的边界仍是细胞膜
细胞膜的功能
(3)进行细胞间的信息交流
在多细胞生物体内,各个细胞不是 存在的,它们之间必需保持功能的协调。这种协调性的出现不仅依赖于物质和能量的交换,也依赖于______的传递。(教材P41)
信息
孤立
细胞间的信息交流的方式多种多样,主要有以下三种:
(1)通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息
(2)相邻两个细胞的细胞膜接触直接传递信息
(3)相邻两细胞之间形成通道,来传递信息
细胞间信息交流的方式
方式一:通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息
内分泌细胞
激素
血管
靶细胞
靶细胞
信号(息)分子
血液(体液)运输
:接受信号的细胞
受体
靶细胞上与信号特异性结合的结构
其化学本质为糖蛋白
胰岛B细胞
胰岛素
肝细胞
细胞间信息交流的方式
方式二:相邻两个细胞的细胞膜接触直接传递信息
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
接受信号分子的受体
精子和卵细胞之间的识别和结合
细胞间信息交流的方式
方式三:相邻两细胞之间形成通道,来传递信息
胞间连丝
例如高等植物细胞间具有胞间连丝
注意:
2.通道既有物质运输的作用
又有信息交流的作用
1.通道交流不需要细胞膜上的受体
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
通过化学物质间接传递信息
通过细胞间通道传递信息
通过细胞膜直接接触传递信息
小结
注意:
三种信息交流了的方式均发生于细胞与细胞之间,而不是细胞内部
细胞膜功能
【思考】细胞膜的功能是由什么决定的?
结构→功能
二、对细胞膜成分的探索
二、对细胞膜结构的探索
1895年欧文顿:膜是由脂质组成的。
资料1:1895年,欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜;不易溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜。
假如你是科学家,如何分析细胞膜的成分呢?
你认为细胞膜中含有什么物质能够允许脂溶性物质透过?
这样的判断是推理还是结论?如何获得结论?
1895年欧文顿:膜是由脂质组成的。
对多种细胞膜进行分离和化学分析
资料2: 20世纪初,科学家第一次利用哺乳动物红细胞,制备出纯净的细胞膜,并进行化学分析,得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
二、对细胞膜结构的探索
细胞膜中的磷脂分子如何排列?在空气—水界面如何排列?
1895年欧文顿:膜是由脂质组成的。
对多种细胞膜进行提纯和化学分析
1925年戈特和格伦德尔:膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
资料3:1925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。
由此推断出:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
磷脂分子结构式
亲水头部
疏水尾部
二、对细胞膜结构的探索
磷脂分子结构
磷酸
甘油
脂肪酸
其他衍生物
观察磷脂分子的结构并分析其特点
亲水的头
疏水的尾
亲水的头
疏水的尾
2.细胞膜的两侧都有水存在,两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢?
1.单层磷脂分子在水面如何排列?
亲水的“头部”与水接触,疏水的“尾巴”远离水
空气
二、对细胞膜结构的探索
1895年欧文顿:膜是由脂质组成的。
对多种细胞膜进行提纯和化学分析
1925年戈特和格伦德尔:膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
1935年丹尼利和戴维森:除含脂质分子外,可能还附着蛋白质。
资料4:1935年,英国学者丹尼利(J.F.Danieli)和戴维森(H.Davson)研究了细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果附着蛋白质成分则表面张力会降低。
因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附着______。
蛋白质
二、对细胞膜结构的探索
小结:细胞膜的成分
脂质
50%
蛋白质
40%
糖类
2%-10%
脂质
主要是磷脂和胆固醇,其中磷脂的含量最为丰富,大多为卵磷脂和脑磷脂。
>
蛋白质
功能主要由蛋白质来承担。功能越复杂,蛋白质的种类和数量越多。
>
糖类
糖蛋白,具有保护、润滑和识别的作用;糖脂
>
脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢?
无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动
时间:1959年 人物:罗伯特森
实验:在 下看到细胞膜的 三层结构
“三明治”静态结构模型有什么不足?
这显然与膜功能的多样性相矛盾。
生物膜是由 的三层结构构成的 统一结构
推论:
三、对生物膜结构的探索
电镜
“暗—亮—暗”
“蛋白质—脂质—蛋白质”
静态
三、 对细胞膜结构的探索
2、用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验。
结论: 。
细胞膜具有一定的流动性
科学方法——
根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说,再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
提出假说
一种假说最终被接受被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合. P44
时间:1972年
人物:辛格和尼科尔森提出生物膜模型——流动镶嵌模型,为多数人所接受。
二、对细胞膜结构的探索
三、流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
01
磷脂双分子层是膜的基本支架,其内部是疏水端,水溶性分子或离子不能自由通过,具有屏障作用。
02
细胞膜具有流动性,主要表现在构成膜的磷脂分子可以侧向运动,膜中的蛋白质分子大多也能运动。细胞膜的流动性有利于完成物质运输、生长、分裂、运动等生命活动
04
蛋白质分子以覆盖、镶嵌、贯穿三种方式和磷脂双分子层联系,这些蛋白质在物质运输等方面具有重要作用
03
糖蛋白
磷脂双分子层
(膜的基本支架)
糖脂
只存在于细胞膜外侧
细胞膜还有哪些结构?
作用?
识别、保护、润滑、黏着
糖蛋白
糖被
糖脂
位置?
细胞膜分子、结构和功能的关系
磷脂+蛋白质+糖类
流动性
磷脂双分子层
糖蛋白
结构
功能
信息交流
与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
跨膜运输
正常进行
选择透过性
物质基础
外 侧
部 分
种类和数量
具 有
组成
决定
保证
体现
组成
镶嵌
贯穿
课堂反馈
2.细胞之间通过信息交流,保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是( )
A.B细胞与乙细胞上的受体化学本质都是蛋白质
B.图2可以表示精子与卵细胞的识别
C.细胞间信息交流的方式多种多样,可以是细胞接触传递信息,也可以通过介质传递
D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
D
课堂反馈
1.下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,有关其叙述错误的是( )
D

A.具有① 的一侧为细胞膜的外侧
B. ① 与细胞膜表面的识别有关
C. ②是构成细胞膜的基本支架
D.②和③不能运动

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