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1、第二節(jié) 細胞的類型和結構,細胞膜和細胞壁,我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧！ 翟中和院士,細胞壁,細胞膜,葉綠體,液 泡,細胞質,植物細胞的顯微結構,細胞膜,細胞質,細胞核,線粒體,動物細胞的顯微結構,細胞核,細胞膜,厚度約為710-6mm110-5mm,1、實驗材料：哺乳動物成熟的紅細胞,優(yōu)點：沒有細胞核和眾多的細胞器，可以排除其他生物膜的干擾,探究一：獲得純凈的細胞膜，選擇以下哪個材料更合適呢？為什么？,一、制備細胞膜,探究二：獲得細胞膜的方法,2、原理：,正常形態(tài)（等滲） 吸水后膨脹（低滲） 失水后變得扁平（高滲）,紅細胞滲透吸水漲破,討 論,紅細
2、胞吸水破裂后，有什么辦法把細胞膜和其他細胞物質分離？,用離心分離的辦法分開細胞膜和其他物質,3、制備步驟：提取紅細胞 使紅細胞吸水漲破 離心分離提純（純凈的細胞膜在生物學上被稱為“血影” 。）,,,紅細胞內有什么物質？紅細胞脹破后，溶液中的就是細胞膜了嗎？,如果給你以下材料：植物葉片、豬肝、哺乳動物的血液,你會選擇哪種材料制備細胞膜？為什么？根據什么原理來做呢？,經過特殊處理,造成紅細胞破裂出現溶血現象,再將溶出細胞外的物質沖洗掉,剩下的結構就是比較純凈的細胞膜,這在生物學上被稱為“血影”。,選材原因：人和其他哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核和眾多的細胞器。,原理：吸水脹破,二、細胞膜的成
3、分和結構,問題：構成細胞的化合物中，細胞膜主要由哪些化學成分組成？,科學史料分析： 從以上資料中你可得知細胞膜中含有什么成分？依據？,結論：細胞膜的組成成分中含有脂質,實驗一：1895年，歐文頓(E.Overton)在研究各種未受精卵細胞的透性時，發(fā)現脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分困難。,材料分析,科學家對細胞膜化學成分深層分析發(fā)現，細胞膜會被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內普遍存在的只對蛋白質分解起催化作用的物質）。,你從以上實驗中能得出什么結論？,結論：細胞膜的成分中還有蛋白質,,1、細胞膜的成分,脂質 50% (主要是磷脂),蛋白質 40%,糖類 2%
4、 10%,細胞膜的主要成分,磷脂,,,,蛋白質,,糖蛋白,資料一：,磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子。磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,,思考,假如我們能將一個磷脂分子放在水面上，將會出現怎樣的現象呢 （ ）,,,,,,,,,,A B C D,,,,D,??,科學史料分析:,實驗二：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣水界面上鋪展成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。,由此實驗，你能推測出什么結論？,,問題：細胞的內部和外部都是水溶液，細胞膜中的雙層磷脂分子應該怎樣排布才能穩(wěn)定地存在于水體中？,,,
5、,,,,水,水,水,2. 基本骨架: 磷脂雙分子層 (排布特點頭朝兩側尾相對),問題:磷脂雙分子層和蛋白質分子怎樣組合?蛋白質位于細胞膜的什么位置？是怎樣分布的？,實驗三：1959年，羅伯特森利用電鏡，看到細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構。,小資料(關于電鏡成像) 電子束照射大分子物質散射度高，黑暗；照射小分子物質，散射度低，光亮。,提出靜止三明治模型觀點： 蛋白質脂質蛋白質,問題:磷脂雙分子層和蛋白質分子怎樣組合?蛋白質位于細胞膜的什么位置？是怎樣分布的？,實驗三：1959年，羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構，大膽提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋
6、白質-脂質-蛋白質的三層結構構成，看到的中間的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子。描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構。,,,,覆蓋在磷脂雙分子層的兩側,嵌插在磷脂雙分子層中,貫穿整個磷脂雙分子層,,3. 蛋白質分子的分布,外,內,4. 糖蛋白分布在細胞膜的外側,資料二： 新技術運用發(fā)現膜蛋白并不是全部在脂質表面，有的蛋白質是鑲嵌在脂質雙分子層中的。,,,,,經研究發(fā)現，動物細胞表面糖蛋白的識別作用，好比是細胞與細胞之間，或者細胞與其他大分子之間，互相聯絡用的文字或語言。,資料三：糖蛋白的作用,1、保護和潤滑作用 如：消化道和呼吸道上皮細胞的糖蛋白 2、細胞識別作用 如：精子細胞和卵細胞間識別 3.免
7、疫反應、信息傳遞、血型決定等,問題:構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子是否靜止、固定不動?,科學史料分析: 人細胞和鼠細胞的融合,思考:,該實驗反映了細胞膜有什么特點？,5. 細胞膜的結構特點: 具有一定的流動性,磷脂分子和蛋白質分子大多數可以運動,（1）實驗結果說明細胞膜具有 ，這是因為 。 （2）若在兩個細胞融合成一個細胞后，將融合細胞置于0條件下保持40min，則融合細胞仍是一半膜發(fā)綠色熒光，另一半膜發(fā)紅色熒光，這說明 。,實驗分析,一定的流動性,細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以運動的。,膜的流動性受溫度的影響,1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證
8、據的基礎上，提出了細胞膜的流動鑲嵌模型。,,1、磷脂雙分子層構成膜的基本支架。 （頭朝兩側尾相對）,2、蛋白質分子有的排布在磷脂雙分子層的兩側；有的嵌插在磷脂雙分子層中；有的貫穿整個磷脂雙分子層（體現了膜結構內外的不對稱性）,,流動鑲嵌模型的基本內容,3、磷脂分子和蛋白質分子大多數是可以運動的，因此細胞膜的結構特點是具有一定的流動性,細胞膜具有流動性，必然體現在膜的形狀變化或其上分子的運動。,學習延伸,根據已有的生物知識或生活經驗，尋找可以證明細胞膜具有流動性的證據。,探究思路,白細胞吞噬細菌的過程; 變形蟲的偽足運動現象; 受精時細胞的融合過程; 動物細胞分裂時細胞膜的縊裂過程； ,磷脂雙分
9、子層,蛋白質分子,運動的,流動,是誰，隔開了原始海洋的動蕩。 是誰，奏鳴了生命的交響。 是誰，為我日夜守邊防。 是誰，為我傳信報安康。 啊，偉大的細胞膜呀！ 沒有你，我會是何等模樣！,詩欣賞：,問題：細胞膜具有哪些功能？,三. 功能: 保護作用 有選擇性地控制物質交換 附著多種酶，與活細胞的各種代謝活動有關 糖蛋白可提供細胞識別位點，完成細胞間的信息交流,細胞膜的功能特性： 選擇透過性,精子、卵細胞的相互識別,高等植物細胞之間通過胞間連絲進行信息交流,資料四：細胞間信息交流的方式,問題：細胞膜是動物細胞和植物細胞都有的結構，植物體為何能維持一定的形態(tài)，并且具有一定的彈性和硬度，這與植物特有的哪
10、一結構相關？,四、植物細胞的細胞壁,1. 成分: 主要是纖維素和果膠 2. 功能: 支持、保護; 維持植物細胞的形態(tài),3. 原核細胞的細胞壁：主要成分是肽聚糖,練習,1. 構成細胞膜的化學元素主要有（ ） A：C、、O ： 、H、、N ：、H、、P ：、H、、N、 2. 細胞膜上與細胞的識別、免疫反應等有著密切關 系的化學物質是 ( ) A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸,D,A,3.白細胞能吞噬綠膿桿菌，與這一現象有關的是（ ） A.主動運輸 B.協助擴散 C.細胞膜的選擇性 D.細胞膜的流動性,D,討論分析：食醋中的醋酸分子是活細胞不能選擇吸收的物質
11、，蔗糖是不能透過膜的大分子物質?？墒怯檬炒缀吞强蓪Ⅴr蒜腌制成又甜又酸的糖醋大蒜，為什么？,2003年度諾貝爾化學獎授予兩名研究細胞膜的美國科學家Peter Agre和Roderick MacKinnon。,人類對自然界的認識永無止境，對膜的研究將更加細致入微。,謝謝!,實驗二：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣水界面上鋪展成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。,實驗一：1885年，奧弗頓(E.Overton)在研究各種未受精卵細胞的透性時，發(fā)現脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分困難。,細胞膜結構的發(fā)現史,,實驗一膜是由脂質組成的
12、。 實驗二細胞膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層。,單層磷脂分子,,構建模型,雙層磷脂分子,磷脂,蛋白質,,細胞膜的化學組成成分：,,,,,化學成分： 蛋白質49% 脂質43% 糖類8%.,蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用，因此，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。,實驗二：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣水界面上鋪展成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。,實驗三：1959年，羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構，大膽提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋白質-脂質-蛋白質的三層結構構成，
13、看到的中國的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子。描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構。,實驗一：1885年，奧弗頓在研究各種未受精卵細胞的透性時，發(fā)現脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分困難。,細胞膜結構的發(fā)現史,,實驗一膜是由脂質組成的。 實驗二細胞膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層。,熒光標記,激光處理,資料四： 新技術運用發(fā)現膜蛋白并不是全部在脂質表面，有的蛋白質是鑲嵌在脂質雙分子層中的。,,,,,實驗五：熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖,資料五：,,,,熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖,人細胞,小鼠細胞,,細胞 融合,雜交細胞,紅色熒光染料標記的膜蛋白,綠色熒光
14、染料標記的膜蛋白,,(流動鑲嵌模型),,,,,細胞膜的分子結構：,基本骨架：,蛋白質分子,磷脂雙分子層,,有的排布在磷脂雙分子層的兩側，即鑲在膜的表層,部分嵌插或貫穿在整個磷脂雙分子層中,,,,,,磷脂分子層是輕油般的流體，大多數蛋白質分子也是可以運動的。,,,細胞膜具有一定的流動性,變形蟲正在吞噬一個草履蟲,,,,,經研究發(fā)現，動物細胞表面糖蛋白的識別作用，好比是細胞與細胞之間，或者細胞與其他大分子之間，互相聯絡用的文字或語言。,糖蛋白的作用,1、保護和潤滑作用 如：消化道和呼吸道上皮細胞的糖蛋白 2、細胞識別作用 如：精子細胞和卵細胞間識別 3.免疫反應、信息傳遞、血型決定等,細胞膜的
15、功能,控制物質交換,保護作用,由于細胞膜的存在，使細胞既是一個“封閉”的系統(tǒng)，又是一個“開放”的系統(tǒng)。,細胞通過細胞膜有選擇地從周圍環(huán)境中獲取養(yǎng)料，排出代謝廢物。,細胞膜將每個細胞與周圍環(huán)境隔離開，維持了細胞自身的相對穩(wěn)定。,信息交流,細胞間的信息交流，大多與細胞膜的結構和功能相關。,,其它功能：維持細胞內環(huán)境穩(wěn)定、分泌、吸收、識別、免疫等。,精子和卵細胞之間的識別和結合,隨堂闖關,1.綠藻和枯草腸桿菌的最明顯的區(qū)別是（ ） A.有無細胞壁 B.有無核糖體 C.有無染色體 D.有無典型的細胞核,D,2.細胞膜上與細胞的識別、免疫反應、信息傳遞和 血型決定有著密切關系的化學物質是（ ） A.
16、糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸,A,3.白細胞能吞噬綠膿桿菌，與這一現象有關的 是（ ） A.主動運輸 B.協助擴散 C.細胞膜的選擇性 D.細胞膜的流動性,D,討論分析：食醋中的醋酸分子是活細胞不能選擇吸收的物質，蔗糖是不能透過膜的大分子物質?？墒怯檬炒缀吞强蓪Ⅴr蒜腌制成又甜又酸的糖醋大蒜，為什么？,總 結,細胞膜的結構 主要是由磷脂分子和蛋白質分子構成的。 特點：具有一定的流動性。 細胞膜的功能 保護細胞，維持著相對穩(wěn)定的細胞內部環(huán)境。 物質交換、細胞識別、分泌、排泄、免疫等。 特性：具有選擇透過性。,細胞壁,1化學本質,纖維素和果膠用纖維素酶和果膠酶可以去掉植物細胞的細胞壁,用15%的鹽酸處理，可使細胞分離（解離）,3功能： 維持植物細胞的正常形態(tài)，有支持和保護的作用,2特性： 細胞壁是全透性 的,2003年度諾貝爾化學獎授予兩名研究細胞膜的美國科學家Peter Agre和Roderick MacKinnon。,人類對自然界的認識永無止境，對膜的研究將更加細致入微。,謝謝!,
陜西省安康市石泉縣高中生物 第三章 細胞的結構和功能 3.2 細胞結構和類型課件 蘇教版必修1.ppt
