3.1+细胞膜的结构和功能(第一课时)-高一生物课件(2019人教版必修1)

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Components of cell membrane
问题探讨
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? 活细胞的细胞膜具有选择透过性,染料台盼蓝是细胞不需要的 物质,不易通过细胞膜,所以活细胞没有被染色。死细胞的细 胞膜失去控制物质进出细胞的这一功能,台盼蓝能够通过细胞 膜进入到细胞中,所以死细胞能够被染成蓝色。
资料2:科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料, 并利用哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,经过化 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。
磷脂分子可能会如何分布呢?
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
②据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能?
细胞膜作为细胞的边界,具有控制物质进出细胞的功能。
细胞膜的成分
Components of cell membrane
一个国家有边界;皮肤和黏膜使人体的边界;
细胞膜的成分
Components of cell membrane
细胞,作为一个基本的生命系统,它的边界就是细胞膜,也 成为了质膜。 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。
对于植物细胞来说,最外面是细胞壁,而不是细胞膜,那植 物细胞的边界是细胞壁吗?我们学了本节课将会有所了解。
细胞膜的功能
Function of cell membrane
一、认识细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开
(作为界膜,保障细胞内部环境的相对稳定)
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。
提出假说: 膜是由脂质组成的
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
科学家进行脂质成分的确定 问题探讨
◉如何获得细胞膜? ◉细胞膜的主要成分是什么?
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
思考.讨论
①最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析,还是通过对膜成 分的提取与检测?
最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析得出的。
②根据磷脂分子的特点解释,为什么磷脂在空气—水界面上铺展呈单分子层?
任务2:对细胞膜成分的探索
资料4:1935年,丹尼利和戴维森研究细胞膜张力,发现细胞的表面张力
明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已经发现了油脂表面如果附有蛋白
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,可能还附有蛋白质。
蛋白质
磷脂
由此推断:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质。 思考:如何证明这个推测成立?
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
实验:体验制备细胞膜的方法 2.实验材料——哺乳动物成熟的红细胞
哺乳动物成熟的红细胞 没有细胞壁也没有细胞核和 其它众多的细胞器,可以避 免其它膜的干扰,提取较纯 净的细胞膜。
对细胞膜的成分的探索
子层的面积为2S,则细胞表面积为_小__于____S(“大于”、“小于”、“等
于”。) ② 用细菌细胞做上述实验,若细胞表面积为S,则磷脂单分子层的表
面积___等___2于S(“大于”、“小于”、“等于”)
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
靶细胞 类型一
与膜结合的信号分子 类型二
通道 类型三
一、认识细胞膜的功能 细胞膜的功能
Function of cell membrane
3、进行细胞间的信息交流
方式1:通过细胞分泌化学物质传递信息
细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处,与靶细胞的 细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。
多细胞生物是一个繁忙而有序的“社会”。
细胞膜的功能
Function of cell membrane
3、进行细胞间的信息交流
项目 通过信息分子间接交流
细胞间直接交流
经特殊通道交流
信息交 通过细胞分泌的_化__学_物__质__ 通过相邻两个细胞的 通过相邻两个细胞之间形 流方式 (如激素)间接传递信息 细__胞__膜_直接接触传递信息 成 通道 传递信息
头部
尾部 磷脂分子示意图
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
任务2:对细胞膜成分的探索
资料3:1925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—水界面上铺展呈单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞 表面积的2倍。
在显微镜下观察 (先低后高)
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
实验:体验制备细胞膜的方法 3.实验步骤
涨破的红细胞
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
一、认识细胞膜的功能 细胞膜的功能
Function of cell membrane
3、进行细胞间的信息交流
方式1:通过细胞分泌化学物质传递信息
细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处,与靶细胞的 细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。
内分泌细胞
分泌的激素
与靶细胞膜上的受体结合,将 信息传递给靶细胞
CThe search for the composition of cell membranes
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
观察磷脂分子的结构并分析其特点。
磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾,在水中会如何 分布呢?
观察磷脂分子的结构并分析其特点。
CH2 N+(CH3)3
CH2 O
O P OH
O
CH2 CH CH2 OO
CO CO
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH
CH2 CH
CH2
CH2
CH2 CH2
CH2 CH2 CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CThe search for the composition of cell membranes
3.实验步骤
实验:体验制备细胞膜的方法
将少量哺乳动物新鲜血 滴一小滴红细胞稀释液
液滴入生理盐水中摇匀, 在载玻片上,盖上盖玻
制备红细胞稀释液
片,制成临时装片
①保持渗透压,维持细胞的正常形态
②使红细胞分散开
CH2
CH2
CH2
CH3
CH3
磷脂分子结构图
磷脂的一端为亲水的头,两个脂肪酸一端为疏水的尾
头部
尾部
结构图
模型
示意图
水分子
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢?
A
B
C
D
E
对细胞膜的成分的探索
细胞膜的功能
Function of cell membrane
一、认识细胞膜的功能
2、控制物质进出细胞
实验验证细胞膜具有控制物质进出的功能
正常的玉米种子
煮熟的玉米种子
红墨水 处理
清水冲 洗
红墨水 处理
清水冲 洗
胚细胞不是红色
胚细胞是红色
结论:细胞膜具有控制物质进出的功能
台盼蓝能够对动物细胞进行染色,所以死细胞能够被染成蓝色。
表面积=S
脂质单分子层面积 = 2S
推测
推断:细胞膜中磷脂分子必然排列为连续的两层。
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
任务2:对细胞膜成分的探索
表面积=S
脂质单分子层面积 = 2S
推测
思考:
① 用其他真核细胞(除哺乳动物成熟红细胞)做上述实验,若磷脂单分
讨论:如何得到较纯的细胞膜?
差速离心法
采用逐渐增加离心速度或低速和高速交替进行离心,使沉降速
度不同的颗粒在不同的分离速度及不同的离心时间下分批分离的
方法。
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
任务2:对细胞膜成分的探索
靶细胞





能够接受内分泌细胞分泌激素刺激的 器官或细胞称为靶器官或靶细胞
靶细胞
细胞膜的功能
Function of cell membrane
糖尿病---信息传递异常引起的疾病
一、认识细胞膜的功能 细胞膜的功能
Function of cell membrane
3、进行细胞间的信息交流
方式2:接触交流
新人教版 高一 必修1 分子与细胞 第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜的结构和功能(第一课时)
学习目标
生命观念:认同细胞膜作为系统边界对细胞的重要意义。 科学探究:认同选择实验材料对科学研究的作用。 尝试制作生物膜模型,认可结构决定功能。 科学探究:体会有关膜结构特点的实验设计方法和原理
细胞膜的成分
举例
细胞分泌激素经_体__液_运__输__ 精子和卵细胞之间的识 高等植物细胞之间通过
作用于靶细胞
别和结合
胞间连丝进行信息交流
图示
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞“社会”。如果没有信息交 流,生物体不可能作为一个整体完成生命活动。细胞间信息交流, 大多与细胞膜的结构有关。
细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。但细胞膜非常薄,即 使在高倍显微镜下依然难以看清它的真面目,人们对细胞膜化学 成分与结构的认识经历了很长时间。
对细胞膜的成分的探索
CThe search for the composition of cell membranes
任务2:对细胞膜成分的探索
资料1: 1859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 了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质,容易穿过膜,反之,不 易溶于脂质的物质,也不易穿过膜。
科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的?
因为磷脂分子的“头部”亲水,“尾部” 疏水,所以在水-空气的界面 上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,“尾部”则朝向空气的一面。 科学家因测定从红细胞中提取的脂质,铺成但分子层的面积恰好为红细 胞表面积的2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
实验:体验制备细胞膜的方法
1.实验原理 细胞内的物质具有一定的浓度,把细胞放入__清__水___中,细
胞由于吸水而__胀__破___,除去细胞内的其他物质,得_细__胞__膜___。 2.实验材料
请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞,并尝试说明
理由。 A.哺乳动物成熟的红细胞 C.高等植物细胞
B.高等动物细胞 D.细菌细胞
细胞膜的功能
Function of cell membrane
一、认识细胞膜的功能
3、进行细胞间的信息交流 在多细胞生物中,各个细胞都不是孤立存在的,它们之间必须保 持功能协调,才能让生物体健康生长,这种协调不仅依赖于物质 和能量的交换,也有赖于信息的交流。
内分泌细胞
靶细胞
发出信号 的细胞 靶细胞
电子显微镜下的细胞膜
细胞膜的功能
Function of cell membrane
一、认识细胞膜的功能
2、控制物质进出细胞
细胞膜的控制作用是相对的
营养物质(水、氨基酸、无机盐、葡萄糖等)
废物
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞代谢产生
细胞
细胞合成并分泌
(水、CO2、尿素、 多余的无机盐等)
(DNA等)
抗体、激 素等
不需要的物质
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。
相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。 例如,精子和卵细胞之间的识别和结合。
发出信号 的细胞 靶细胞
与膜结合的信号分子
一、认识细胞膜的功能 细胞膜的功能
Function of cell membrane
3、进行细胞间的信息交流
方式3:通道交流
相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一 个细胞。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。
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