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1、第1章 细胞的物质交换第1节 细胞膜的结构与功能 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。伊红为什么不会逸出细胞?此实验说明了什么?动动脑筋细胞作为一个完整的系统,它有边界。请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞,并说明理由。一、细胞膜的成分哈哈!我知道了:动物细胞没有细胞壁,因此选择动物细胞!为什么要用哺乳动物成熟红细胞作材料,研究膜的组成?哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和其他众多的细胞器,可以避免细胞膜与其他膜结构混在一起。在发育成熟过程中,哺乳动物红细胞的核逐渐退化,并从细胞中排出,为能携带氧的血红蛋白腾出空间。人的红细胞只能存活天
2、左右体验制备细胞膜的方法(1)材料:哺乳动物成熟的红细胞(2)原理:红细胞 吸水胀破(3)方法步骤:1.用滴管吸取少量红细胞稀泽液,滴一滴在载玻片上,盖上盖玻片,制成临时装片。2.在高倍镜下观察,待观察清晰时,在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水,同时在另一侧用吸水纸小心吸引。3.观察实验现象。圆涨的红细胞 圆涨的红细胞等渗状 等渗状态 态正常形态的红细胞 吸水涨破的红细胞实验原理:哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破思考:如何从混合液中分离出纯度较高的细胞膜?细胞破裂后细胞内物质流出,细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样,可以采用转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开,得到较纯的细胞膜。资料1:1859年,(E
3、.Oerton)欧文顿选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质,也容易穿过膜,反之,不容易溶于脂质的物质,也不容易穿过膜。你从以上实验能得出什么结论?细胞膜的组成成分中含有脂质资料2:科学家对细胞膜化学成分深层分析发现,细胞膜会被蛋白酶分解(提示:蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质)。你从以上实验能得出什么结论?细胞膜的组成成分中还含有蛋白质细胞膜的成分:脂质(约50%)、蛋白质(约40%)、糖类(约2%10%)功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量。在组成细胞膜的脂质中,_最丰富。此外还含有胆固醇等 越多磷脂 细胞在癌变过程
4、中,细胞膜的成分发生改变,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。因此在检查癌症的验血报告单上,有AFP、CEA等检测项目。若这些指标超过正常值,应做进一步的检查,以确定体内是否出现了癌细胞。第2节 生物膜的流动镶嵌模型 时间:1917年 实验:朗姆瓦(Langmuir)将磷脂溶于苯和水中,当苯挥发完以后,磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱,经过推挤排列成了单层,而且每个磷脂分子的头部浸入水中,尾部浮于水面。B:根据磷脂分子的结构特点,展开你的想像力,尝试构建磷脂分子在水空气界面中的模型A: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。磷脂
5、分子单位膜模型的提出小资料磷脂是组成细胞的主要脂质,是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部,和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想:磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展?亲水“头部”疏水“尾部”水空气亲水的“头部”与水接触,疏水的“尾巴”远离水,朝向空气的一面,在水空气界面上铺展成单分子层。实验证据 资料4:1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮(一种有机溶剂)从一定数量的红细胞中抽提脂类,在空气-水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍脂质分子必然排列为连续的两层GORTER细胞膜的两侧都有水环境存在,同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中,磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢?推测磷脂分子蛋白质位于细胞膜的 什么位置呢?40年代,曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边假说透射电子显微镜(REM)资料5:1959年,罗伯特森(J.D.Robertson)用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片,显示暗-明-暗三层结构。实验证据蛋白质的电子密度高,在电镜下显暗色;磷脂分子的电子密度低,显亮色。蛋白质蛋白质脂质单位膜模型细胞膜的结构特点:具有流动性细胞膜的功能特点:具有选择通过性细胞膜的流动性是选择透过性的基础磷脂分子+蛋白质分子组成结构决定功能(物质交换)选择透过性流动性导致流动性物质交换体现保证具有
限制150内