【课件】+细胞膜的的结构和功能+课件高一上学期生物人教版必修1.pptx

组成细胞的分子必须有序地组织成细胞的结构，才能成为一个基本的生命系统。第1节 细胞膜的结构和功能 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。此实验说明了什么？细胞存在边界细胞膜细胞壁的成分和功能1.分布：植物、真菌及大多数原核细胞2.成分:3.功能：支持、保护作用4.特性：无生物活性，全透性细胞壁与细胞膜结构示意图细胞壁Q：为什么细胞壁不是植物细胞的边界？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。植物：纤维素和果胶细菌：肽聚糖真菌：几丁质 一、细胞膜的功能 生命起源于原始海洋这盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并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。1、将细胞于外界环境分隔开为什么用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红？一、细胞膜的功能2、控制物质进出细胞科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。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、有限的，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。2、控制物质进出细胞选择透过性2018年诺贝尔生理学或医学奖授予两位免疫学家：美国的詹姆斯艾利森（James P。Allison）与日本的庶佑（Tasuku Honjo），以表彰他们“发现负性免疫调节治疗癌症的疗法方面的贡献”免疫逃逸 免疫激活一、细胞膜的功能多细胞生物是一个繁忙而有序的“社会”,生物体要作为一个整体完成生命活动，细胞间必须进行信息交流。而细胞中大多数信息交流，都与细胞膜有关。（1）通过 传递信息化学物质一、细胞膜的功能3、进行细胞间的信息交流受体 化学本质：糖蛋白 特点：专一性一、细胞膜的功能3、进行细胞间的信息交流（2）通过 传递信息细胞膜直接接触（3）通过 传递信息细胞通道（胞间连丝）一、细胞膜的功能3、进行细胞间的信息交流高等植物细胞细胞膜的功能将细胞和外界环境分隔开进行细胞间的信息交流控制物质的进出保障细胞内部环境的相对稳定选择透过性 通道传递物质传递接触传递细胞膜的结构二、对细胞结构的探索资料1发现：发现：推测：推测：细胞膜是由脂质组成的脂质更容易通过细胞膜18951895年欧文顿年欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。正常成熟的哺乳动物红细胞没有细胞核，也没有高尔基体和线粒体等细胞器，但它仍具有代谢功能。二、对细胞结构的探索2020世世纪纪初初科学家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。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。资料2磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。亲水的头亲水的头疏水的尾疏水的尾水水脂质体多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。二、对细胞结构的探索1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。资料3实验证据：S22S1S1S2结论：细胞膜中磷脂分子排列为双层二、对细胞结构的探索1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们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。资料4水黾(mn)站在水面上在液体和气体的分界处，即液体表面及两种不能混合的液体之间的界面处，由于分子之间的吸引力，产生了极其微小的拉力，使液体能抵抗拉伸引力。假想在表面处存在一个薄膜层，它承受着此表面的拉伸力，液体的这一拉力称为表面张力。杂质也会明显地改变液体的表面张力，杂质越多，表面张力越小。请概述细胞膜的成分组成？资料5生物膜 蛋白质/%脂类/%糖类人的CNS髓鞘 20 79 少人的红细胞膜 49 43 8大鼠的肝细胞核膜59 35 2.9内质网膜 67 33 少线粒体外膜 52 48 少线粒体内膜 76 24 少细胞膜的组成成分脂质（约50%）糖类（2%-10%）蛋白质（约40%）磷脂胆固醇（少量）二、对细胞结构的探索功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。二、对细胞结构的探索1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。资料6罗伯特森提出：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构变形虫摄食纤毛虫 细胞分裂 电子显微镜下，细胞膜的厚度约为78nm，是单层磷脂厚度的两倍，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过 20 nm。人工合成的脂双层也呈现为“暗-亮-暗”结构。三明治模型无法解释：膜蛋白与脂质的含量差异 电镜下细胞膜的厚度 细胞的生长与分裂细胞类型 蛋白质%磷脂%哺乳动物红细胞 49 33玉米叶肉细胞 47 26大肠杆菌 75 25冰冻蚀刻技术研究细胞膜结构磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架;蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层。资料6二、对细胞结构的探索1970年，科学家用发绿色荧光的燃料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将两个细胞融合。资料7细胞融合小鼠细胞人细胞正在融合的细胞3740min融合细胞结论：膜上蛋白质可以运动细胞膜具有一定的流动性侧向自由移动二、对细胞结构的探索 1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型。资料8磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子(镶嵌、嵌入、贯穿)糖蛋白糖脂糖被三、流动镶嵌模型的基本内容a.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成b.细胞膜的基本支架为磷脂双分子层磷脂双分子层内部为疏水端（尾部），水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。外部为亲水端（头部）c.蛋白质分子存在形态：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。（膜结构内外的不对称性）d.细胞膜的结构特性：一定的流动性构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的意义：细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。e.细胞膜的功能特性：选择透过性旁栏思考Q：既然膜内部分是疏水的，水分子 为什么能跨膜运 输呢？A：1.水分子极小，可以通 过由于磷脂分子运 动而 产生的间隙；2.膜上存在水通道蛋白，水分子可以通 过通道蛋白通 过膜。糖被功能：识别、保护、润滑注意细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。外侧f.细胞膜上蛋白质与糖类结合形成糖蛋白（脂质与糖类结合形成糖脂）流动镶嵌模型还在不断发展中补充资料：科学家用去污剂处理细胞膜提取蛋白质时，发现总有些区域的蛋白质不能被提取出来，说明这些区域中的蛋白质与脂质成分的联系十分紧密。细胞膜（质膜）流动镶嵌结构模型将细胞和外界环境分开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流磷脂双分子层构成膜的基本支架蛋白质镶嵌在磷脂双分子层上构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动磷脂蛋白质糖类功能成分糖被主要内容普遍认可 的结构模型构成主要和贯穿型蛋白质有关1.细胞膜主要由 和 组成，还有少量的。2.是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用3.蛋白质有的 磷脂双分子层的表面，有的部分或者全部 磷脂双分子层,有的 整个磷脂双分子层。4.细胞膜不是静止不动的，而是具有，主要表现为构成膜的磷脂分子可以 移动，膜中的 大多也能运动磷脂分子蛋白质糖类磷脂双分子层镶在嵌入贯穿流动性侧向自由蛋白质