细胞膜的结构和功能课件--高一上学期生物人教版必修1.pptx
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1、第第3 3章章 细胞的基本结构细胞的基本结构第第1 1节节 细胞膜细胞膜的结构和功能的结构和功能 科学家用科学家用显微注射器将一种叫做伊微注射器将一种叫做伊红的的物物质注入注入变形虫体内形虫体内,伊伊红很快很快扩散到整个散到整个细胞胞,却不能逸出却不能逸出细胞。胞。伊伊红为什么不会逸出什么不会逸出细胞?此胞?此实验说明了什么?明了什么?细胞作为一个完整的系统,它有边界 细胞做胞做为一个基本的生命系一个基本的生命系统,它的,它的边界就是界就是_,也叫,也叫_;细胞膜胞膜质膜膜 那细胞膜作为系统的边界,它在细胞的 生命系统中起什么作用呢?细胞膜的功能Function of cell membran
2、e1、将细胞与外界环境分隔开 _是生命起源是生命起源过程中至关重要的程中至关重要的阶段,它段,它将生命物将生命物质与外界与外界环境分隔开境分隔开,产生了原始的生了原始的细胞,并成胞,并成为_的系的系统。膜的出膜的出现相相对独立独立相相对稳定定细胞膜将生命物胞膜将生命物质与外界与外界环境分隔境分隔开,保障了开,保障了细胞胞内部内部环境境的的_。(1)膜的出)膜的出现在在进化方面的意化方面的意义:(2)膜的出)膜的出现对细胞本身的意胞本身的意义:不需要、有害的物质不需要、有害的物质(如(如细菌、病毒细菌、病毒等)等)_细胞膜的功能Function of cell membrane2、控制物质进出细
3、胞细胞膜的控制作用是细胞膜的控制作用是相对相对的的细胞细胞营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等)营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等)废物废物(CO2、尿素等)、尿素等)不容易不容易进入进入抗体、激素等抗体、激素等细胞合成并分泌细胞合成并分泌细胞代谢产生细胞代谢产生(DNA等)等)细胞膜的功能Function of cell membrane3、进行细胞间的信息交流 在在多细胞多细胞生物体内,各个细胞生物体内,各个细胞不是孤立不是孤立存在的,它们之间必存在的,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需保持功能的协调。这种协调性的出现不仅依赖于物质物质和和能量能量的交换,也依赖于的交换
4、,也依赖于_的传递。的传递。(教材(教材P42)信息信息 细胞胞间的信息交流的方式多种多的信息交流的方式多种多样,主要有以下三种:,主要有以下三种:(1)通)通过细胞分泌的胞分泌的化学物化学物质间接接传递信息信息(2)相)相邻两个两个细胞的胞的细胞膜接触胞膜接触直接直接传递信息信息(3)相)相邻两两细胞之胞之间形成形成通道通道,来,来传递信息信息细胞膜的功能Function of cell membrane体体液液的的传传送送化学信号传导(如激素)内分泌细胞内分泌细胞分泌的激素分泌的激素与靶细胞膜上的与靶细胞膜上的受体受体结合,结合,将信息传递给靶细胞将信息传递给靶细胞靶细胞靶细胞靶细胞靶细胞
5、(1)通)通过细胞分泌的胞分泌的化学物化学物质间接接传递信息信息细胞分泌的化学物胞分泌的化学物质(如(如_),随),随_到达到达全身各全身各处,与,与_的的_结合,合,将信息将信息传递给靶靶细胞;胞;靶靶细胞胞细胞膜表面的受体胞膜表面的受体血液血液激素激素靶靶细胞:接受信号分子的胞:接受信号分子的细胞胞受体:靶受体:靶细胞膜上与信号分子胞膜上与信号分子特异性特异性结合合的位点,一般的位点,一般为糖蛋白糖蛋白细胞膜的功能Function of cell membrane(2)相)相邻两个两个细胞的胞的细胞膜接触胞膜接触直接直接传递信息信息接触传递发出信号的细胞发出信号的细胞 靶细胞靶细胞 与膜结
6、合的信号分子与膜结合的信号分子例如:例如:精子和卵精子和卵细胞之胞之间的的识别和和结合合细胞膜的功能Function of cell membrane(3)相)相邻两两细胞之胞之间形成形成通道通道,来,来传递信息信息通道传递胞间连丝胞间连丝相相邻两个两个细胞之胞之间形成形成通道通道,携携带信息的物信息的物质通通过通道通道进入另一个入另一个细胞。例胞。例如,高等植物如,高等植物细胞之胞之间通通过_相互相互连接,也有接,也有信息交流信息交流的作用。的作用。胞胞间连丝因此胞因此胞间连丝既有既有物物质运运输的作用,又有的作用,又有信息交流信息交流的作用;的作用;植物细胞的细胞壁主要功能:主要功能:支持
7、支持和和保保护;特性:特性:全透性全透性;主要主要组成成分:成成分:果胶和果胶和纤维素素;拓展提升拓展提升思考:思考:为什么什么细胞壁不是植物胞壁不是植物细胞的胞的边界?界?细胞壁是胞壁是全透性全透性的,它不能保的,它不能保证细胞内部的胞内部的稳定;定;细胞膜的功能是由它的胞膜的功能是由它的_和和_决定的;决定的;但但细胞膜非常薄,即使在高倍胞膜非常薄,即使在高倍显微微镜下依然下依然难以看以看清它的真面目,人清它的真面目,人们对细胞膜化学成分与胞膜化学成分与结构的构的认识经历了很了很长的的过程:程:成分成分结构构细胞膜的成分Cell membrane composition 材料材料1:189
8、5年欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性时年欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现发现脂溶性物质易透过细胞膜脂溶性物质易透过细胞膜,不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。不溶于不溶于脂质的物质脂质的物质溶于溶于脂质的物质脂质的物质细胞膜细胞膜相似相溶原理相似相溶原理推断(假说)推断(假说):膜是由膜是由脂质脂质组成的组成的细胞膜的成分Cell membrane composition材料材料2:用用脂质溶剂脂质溶剂或或卵磷脂酶卵磷脂酶处理细胞处理细胞,细胞膜被溶解破坏。细胞膜被溶解破坏。亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部磷脂分子磷脂分子结构式构式磷脂分子模型磷
9、脂分子模型磷脂分子示意磷脂分子示意图细胞膜的成分Cell membrane composition 哺乳动物哺乳动物成熟成熟的红细胞的红细胞没没有细胞核和其它众多的有细胞核和其它众多的具膜具膜细胞器细胞器,可以避免其它膜的,可以避免其它膜的干扰干扰,提取较纯正的细胞膜。提取较纯正的细胞膜。请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞,并说明理由哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞高等动物细胞高等动物细胞高等植物细胞高等植物细胞细菌细胞细菌细胞细胞膜的成分Cell membrane composition细胞膜的主要成分脂质(大约占脂质(大约占50%)蛋白质(大约占蛋白质(大约占40%)糖类(大约
10、占糖类(大约占2%10%)功能越复杂的细胞膜,蛋白质的功能越复杂的细胞膜,蛋白质的_和和_越多越多 (P43)磷脂最丰富磷脂最丰富 磷脂(主要)、磷脂(主要)、胆固醇胆固醇(动物细胞膜)(动物细胞膜)细胞膜的成分Cell membrane composition材料材料3:1917年朗缪尔将磷脂与水混合,发现磷脂分子排列成了年朗缪尔将磷脂与水混合,发现磷脂分子排列成了单层,而且其磷酸基团的极性头部浸入水中,疏水端浮于水面。单层,而且其磷酸基团的极性头部浸入水中,疏水端浮于水面。空气和水界面上空气和水界面上单分子排布单分子排布细胞膜的结构Structure of cell membrane材料材
11、料4:1925年戈特和格伦德尔将人的红细胞膜的脂质,在空气年戈特和格伦德尔将人的红细胞膜的脂质,在空气-水界面上将其铺展成单分子层,测得单分子层的面积约为红细胞水界面上将其铺展成单分子层,测得单分子层的面积约为红细胞表面积的表面积的2倍。倍。在水中形成的磷脂双分子层的模式图在水中形成的磷脂双分子层的模式图由此他们由此他们推断推断:细胞膜中的磷:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。脂分子必然排列为连续的两层。空气和水空气和水界面上界面上单分子单分子排布排布搅动后搅动后水溶液中水溶液中形成球状的微团形成球状的微团双层脂分子双层脂分子的的球形脂质体球形脂质体细胞膜的结构Structure of
12、cell membrane材料材料5 5时间:时间:19351935年年人物:人物:丹尼利丹尼利和和戴维森戴维森实验:实验:研究膜的张力研究膜的张力发现:发现:细胞的表面张力明显低于油细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。水界面的表面张力。(人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低)(人们已经发现了油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低)据据此此推推测测:细细胞胞膜膜除除含含脂脂质质分分子外,可能子外,可能还还附有蛋白附有蛋白质质。细胞膜的结构Structure of cell membrane1.1.最最初初对对细细胞胞膜膜成成分分的的认认识识,是是通通过过对对现
13、现象象的的推推理理分分析析,还还是是通通过过对对膜膜成成分的提取与分的提取与检测检测?2.2.根根据据磷磷脂脂分分子子的的特特点点解解释释,为为什什么么磷磷脂脂在在空空气气水水界界面面上上铺铺展展成成单单分分子子层层?科科学学家家是是如如何何推推导导出出“脂脂质质在在细细胞胞膜膜中中必必然然排排列列为为连连续续的的两两层层”这这一一结论结论的?的?细胞膜的结构Structure of cell membrane是通是通过对现过对现象的推理分析得出的象的推理分析得出的因因为为磷磷脂脂分分子子的的头头部部亲亲水水,尾尾部部疏疏水水,所所以以在在水水空空气气的的界界面面上上磷磷脂脂分分子子是是头头部
14、部向向下下与与水水面面接接触触,尾尾部部则则朝朝上上向向空空气气的的一一面面,科科学学家家因因测测得得从从哺哺乳乳细细胞胞成成熟熟的的红红细细胞胞中中提提取取的的脂脂质质,铺成成单分分子子层的的面面积恰恰为红细胞胞表表面面积的的2倍倍,才才得得出出膜膜中中的的脂脂质必然排列必然排列为连续的两的两层这一一结论。3.3.磷磷脂脂分分子子在在水水中中能能自自发发地地形形成成双双分分子子层层,你你如如何何解解释释这这一一现现象象?由由此此,你能否就你能否就细细胞膜是由磷脂双分子胞膜是由磷脂双分子层层构成的原因做出分析?构成的原因做出分析?细胞膜的结构Structure of cell membrane
15、由由于于磷磷脂脂分分子子有有亲亲水水的的“头头部部”和和疏疏水水的的“尾尾部部”在在水水溶溶液液中中,朝朝向向水水的的是是“头头部部”“”“尾尾部部”受受水水的的排排斥斥,当当磷磷脂脂分分子子的的内内外外两两侧侧均均是是水水环环境境时时,磷磷脂脂分分子子的的“尾尾部部”相相对对排排列列在在内内侧侧,“头头部部”则则分分别别朝朝向向两两侧侧水水的的环环境境,形形成成磷磷脂脂双双分分子子层层细细胞胞的的内内外外都都是是水水溶溶液液,所所以以细细胞胞膜膜磷磷脂脂分分子子的的“头头部部”向向着着膜膜的的内内外外两两侧侧,而而“尾尾部部”相相对对排排在在内内侧侧,形成磷脂双分子,形成磷脂双分子层层4.4
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