高中生物人教版(2019)必修1 分子与细胞 3.1 细胞膜的结构与功能(共40张PPT)

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19世纪末,欧文顿的实验和推论:膜是由脂质组成的;
20世纪初,科学家的化学分析结果,指出膜主要由 _脂_质_和_蛋_白_质_组成;
1959年罗伯特森提出的结构模型:所有生物膜都有 蛋白质-脂质-蛋白质 三层静态结构;
1970年,荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,指出细 胞膜具有 流动性 ;
1972年,辛格和尼科尔森提出了 流动镶嵌模型 。
细 胞 膜 的
脂质(磷脂最丰富)大约占50% 蛋白质大约占40%
主 要 成 分


细胞膜蛋白种类:
糖类大约占2%—10糖%蛋白、受体蛋
白、载体蛋白
蛋白质在细胞膜行使功能时起着重要作用。
功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量 越多。
三、生物膜结构的探索历程
资料1:罗伯特森的实验 时间:1959年 人物:罗伯特森(J.D.Robertsen) 实验:在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层 结构。 提出生物膜的模型:所有的生物膜都由蛋白质—脂质— 蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结 构。
如何确定细胞膜的存在呢?
材料
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。
在光学显微镜下看到,用微针触碰细胞表面时,细胞 表面有弹性,可以伸展……
动动 伊红为什么不会逸出细胞?
脑筋
此实验说明了什么?
细胞作为一个完整的系统,它有边界。其 边界就是细胞膜。
作为实验材料,主要原因是(A)
A、细胞膜与细胞壁紧密结合,不易分离
B、不易吸水胀破 C、很难得到完整的细胞膜
可用酶解法
D、膜成分较多,提取过程繁琐
3.细胞膜上含量最多的成分是(C)
A、蛋白质
B、糖类
C、脂质
D、水
4.细胞之间依靠细胞膜进行信息交流,下列不属于信 息交流的是(D)
A、激素与细胞膜表面受体结合 B、相邻细胞的细胞膜接触 C、植物细胞的胞间连丝 D、核酸不能通过细胞膜
资料2:1897年,Crigins和Hedin用红细胞做实验, 同样也证明分子的通透性与其在脂类中的溶解度有关。
分析以上资料,可以得出什么结论?
细胞膜中含有脂质
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质


细胞膜
资料3:1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人 的红细胞膜中提取脂质,在空气-水界面上铺展 成单分子层,测得单分子层的面积恰好为红细胞 表面积的2倍。
5.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(C )
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
6.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型
决定有密切关系的化学物质是(A)
A、糖蛋白
B、磷脂
C、脂肪
D、核酸
回顾:对生物膜结构的探索历程
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
在生命起源过程中至关重要 保障了细胞内部环境的相对稳定
2.控制物质进出细胞 具有普遍性 具有选择透过性 具有相对性
3.进行细胞间的信息交流
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。
细胞膜保 障了细胞内部 环境的相对稳 定。
营养物质
细胞产生的 分泌物、废 物
白质分子是可以运动的 4、生物膜的功能特性:选择透过性
细胞膜上蛋白质与糖类结合形成糖蛋白
糖被功能:识别、保护、润滑
判断细胞膜内外侧的方法:
外侧:糖蛋白的一侧
内侧:没有糖蛋白的一侧
糖 被
蛋白 质
糖蛋白
磷( 脂基 双本 分支 子架 层)
细胞膜的功能
➢ 将细胞与外界环境分隔开
具有普遍性 ➢ 控制物质进出细胞 具有选择透过性
具有相对性 细胞与细胞膜的识别和结合
➢ 进行细胞间的信息交流 化学物质与靶细胞膜受体 的识别 细胞与细胞间通道的连接
细胞膜的成分 脂质(磷脂),蛋白质,糖类
细胞膜的功能
➢ 将细胞与外界环境分隔开
具有普遍性 ➢ 控制物质进出细胞 具有选择透过性
具有相对性 ➢ 进行细胞间的信息交流 细胞与细胞膜的识别和结合
化学物质与靶细胞膜受体 的识别 细胞与细胞间通道的连接 细胞膜的成分 脂质(磷脂),蛋白质,糖类
生物膜
结构特性
功能特性
③流动性
① 磷脂双分 子层

蛋白质 分子
结构组成

选择透 过性
决定
结构探 索历程
1.植物细胞与动物细胞相比,植物细胞特有的是(D )
A、细胞膜
B、细胞质
C、细胞核
D、细胞壁
2.在制备纯净的细胞膜时,我们一般不选用植物细 胞
控制作用 是相对的,例如: 有些病毒、细菌 也能侵入细胞, 使生物体患病。 流感病毒入侵细胞
无用的、有 害的物质
靶细胞:接受信号的细胞 受体:靶细胞膜上与信号特异性结合的位点
1.细胞 细胞, 例如:精子和卵细胞的识别
2.激素 靶细胞
通道
3.细胞
细胞
通道
例如,高等植物细
胞之间通过胞间连丝相 互连接,也有信息交流 的作用。
谢谢
。2. 一份耕耘,份收获,努力越大,收获越多,奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑,换为事前的思考和计划吧!4. 世界上那些最容易的事情中,拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛,我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人,我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程,我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步,因为没有谁会像你一样清楚和在乎自己 的梦想。9. 时间不在于你拥有多少,只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量,消极的力量。赞扬也是一种力量,但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折,一些困难,那韩智华就是我们 的榜样,永不认输,因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空,瞧,成功就在挫折背后向我们招手,成功就是在努力的路上,“成功就在努力的路上”!让我们记住这句话,向美好的明天走去。13. 销售世界上第一号的产品——不是汽车,而 是自己。在你成功地把自己推销给别人之前,你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天,以至于忘记自己从哪里来,要到哪里去。生命不是一场速度赛跑,她不是以数量而是以质量来计算,知道你停止努力的那 一刻,什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败,但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者,事竟成;破釜沉舟,百二秦关终归楚;苦心人,天不负;卧薪尝胆,三千越甲可吞吴。17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打,真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路;只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。21. 多对自己说“我能行,我一定可以”,只有这样才不 会被“不可能”束缚,才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知,一切被安排好反而无味——坚信朝着目标,一步一步地奋斗,就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人,未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意,但却办不成任 何事情。25. 无论什么思想,都不是靠它本身去征服人心,而是靠它的力量;不论靠思想的内容,而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗,这 就是你要努力的理由。28. 有很多人都说:平平淡淡就福,没有努力去拼博,又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生,不要抱怨,不要沮丧,笑一笑吧,一切都会过去的。30. 外在压力增加时,就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生,没有了怨言,也就不会有哀愁。一个人有了希望,就会对生活充满信心,只要你用美好的心灵看世界,总是以乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨,今天刮了风,明天太 阳就出来了。34. 是的,成功不在于结果,更重要的是过程,只要你努力过,拼搏过,也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过程,至少,你不会为此而后悔。35. 每一天的努力,以后只有美好的未来。每一天的坚持,换来的是明天的辉 煌。36. 青年最要紧的精神,是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟,无衔之马,飘荡奔逸,何所底乎?--王守仁39. 拿望远镜看别人,拿放大镜看自己。 40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志,第二要有识,第三要有恒。——曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里,去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来,我们是创造未来,加油,努力奋斗。 44. 人生如画,一笔一足迹,一步一脚印,有的绚丽辉煌,有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后,你必须拿你的力量和技能,自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情,能了解别人心灵活动的人,永远不必为自己的前途担心。
7.在下列几组化学元素中,构成细胞膜所必需的基本元 素是(D)
A、C、H、O B、C、H、O、P C、C、H、O、N D、C、H、O、N、P
8.构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是( D)
A、蛋白质和磷酸 B、蛋白质和脂肪
C、氨基酸和磷脂 D、蛋白质和磷脂
9.异体器官移植手术很难成功,最大的障碍就是异 体细胞间的排斥,这主要是由于细胞膜具有识别作 用,这种生理功能的结构基础是(D)
蛋白质
脂质
蛋白质 单位膜模型
【思考】“三明治”结构模型有 什么不足?
把生物膜描述为静态的结构,这显然 与膜功能的多样性相矛盾。
变形虫
质壁分离
膜静态模型不能解释下列现象:
细胞的生长 变形虫的变形运动 白细胞吞噬细菌 受பைடு நூலகம்时细胞融合 植物细胞质壁分离和复原
资料2:人-鼠细胞融合实验(荧光标记实验)
时间和人物
事件
结论
19世纪末 多种物质对膜
膜含脂质

欧文顿
通透性实验
生 物
20世纪初
对红细胞膜化学分析
膜中含脂质 和蛋白质
膜 1925年, 红细胞膜的脂质铺展
结 构 的 探
两位荷兰 成单层分子的面积是 脂质双层结构 科学家 原膜表面积的两倍
1959年, 电镜下膜呈“暗— 蛋白质—脂
索 历
罗伯特森 亮—暗”三层结构 质—蛋白质
程 1970年 人、鼠细胞融合实验 膜具流动性
1972年,辛 新的观察和实验证
格和尼科尔 据的基础上,提出 流动镶嵌模型

分子结构模型
四、流动镶嵌模型的基本内容
1、生物膜的基本支架:磷脂双分子层 2、蛋白质分子存在形态:
蛋白质分子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。(体现膜结构内外的不对称性和流动性) 3、生物膜的结构特性: 流动性:构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋
图二 胞间连丝切片(黑枣)
是谁,隔开了原始海洋的动荡 是谁,奏鸣了生命的交响
与外界环境隔 开
是谁,为我日夜守边防 ——控制物质进出
是谁,为我传信报安康。——进行细胞间信息 交流
啊,伟大的细胞膜呀! 没有你,我会是何等模样!
二、探究活动:细胞膜的成分
资料1:1895年,欧文顿选用500多种化学物质对 植物细胞膜的通透性进行上万次的研究,发现:凡是 易溶于脂类的物质,也容易穿过膜;反之,不易溶于 脂类的物质,也不容易穿过膜。
A、细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B、细胞膜具有选择透过性 C、细胞膜具有一定的流动性 D、细胞膜的外面有糖蛋白
10.研究发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油,每个 小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是(A)
A、由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内 B、由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内 C、由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜基本相同 D、由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部相对
细胞膜的结构和功能
本节聚焦 1、细胞膜具有哪些功能? 2、细胞膜的主要成分是什么? 3、对细胞膜结构的探索历程 4、流动镶嵌模型的基本内容
以下视野中哪些是气泡?哪些是细胞? 气泡
细胞
气泡
细胞 1.怎么区分显微镜视野中的气泡和细胞? 气泡有一圈很粗的黑边,里面只有空气,是光亮的。
细胞具有细胞膜、细胞质、细胞核的复杂立体 结构。在显微镜下,通过调节焦距可以观察到细胞 的不同层面。 2.光学显微镜下能否看见细胞膜?
生物膜的流 动性主要受 温度影响。 在适宜的温 度范围内, 随外界温度 升高,膜的 流动性增强; 但温度超出 一定范围, 表明:细胞膜具有流动性 会导致膜被 破坏。
红色荧光的 染料标记人 细胞表面的 蛋白质分子
融合
绿色荧光的 染料标记小 鼠细胞表面 的蛋白质分 子
资料3:流动镶嵌模型
时间:1972年 人物:辛格和尼科尔森 提出:生物膜的流动镶嵌模型
得出结论: 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
资料4: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)。
动动 你从以上实验中能得出什么结论? 脑筋
细胞膜的组成成分中还含有蛋白质
磷脂(主要)、胆固醇(动物细胞膜)
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