人教版教学课件必修一第三章第1节细胞的基本结构细胞膜PPT课件.ppt

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1、第一节 细胞膜-系统的边界,一个最简单的细胞,也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧!,一、如何区分显微镜视野中的 气泡和细胞呢?,气泡是光亮的,里面只有空气,而细胞可观察到具体的结构和内容物。,二、在光学显微镜中能看见细胞膜吗?,植物细胞的细胞膜紧贴壁,完全观察不到;动物细胞明显看到细胞与细胞之间,细胞与外界环境之间有明显的界限细胞膜。,问题探讨:,科学家用一种叫做伊红(染色剂)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?,细胞作为一个基本的生命系统,它有边界,动动脑,资料分析,细胞膜,哺乳动物成熟红细胞示意图,人的口腔上皮细胞,

2、1.体验制备细胞膜的方法,(1)材料的选择:,(2)实验原理:,(3)方法步骤:,一、细胞膜的成分,哺乳动物成熟的红细胞,红细胞吸水胀破,吸水,涨破,取少量红细胞稀释液,制成临时装片,高倍镜下观察,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(注意不要把细胞吸跑),持续观察细胞的变化,无细胞壁,无细胞核与众多的细胞器,红细胞发生了什么变化?,现象:凹陷消失,细胞体积增大,很快细胞破裂,内容物流出,获得细胞膜。,讨论:,如果上述实验在试管中进行,细胞破裂后,还需用什么方法才能获得较纯的细胞膜?,离心方法,磷脂双分子为基本支架;,1972年,桑格和 尼克森,提出:流动镶嵌模型,磷脂双分子

3、层,磷脂双分子层,蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层,有的横跨整个磷脂双分子层;,磷脂双分子层与大多数蛋白质分子都可以运动,具有流动性。,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。,磷脂分子,C、H、O、N、P,组成元素:,2.细胞膜的化学组成,脂质 约50%:蛋白质 约40%:糖类 2%10%:,主要由_和_组成,少量的_。,蛋白质,糖类,脂质,磷脂最丰富,还有糖脂、固醇。,细胞膜的功能物质。功能越复杂蛋白质的种类和数量越多。,与信息交流有关。,瑞典皇家科学院将2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科

4、学家彼得阿格里(Peter Agre)和罗德里克麦克金农(Roderick MacKinnon),以表彰两人在细胞膜通道研究领域所取得的卓越成绩。瑞典皇家科学院表示,两人在人类细胞盐、水运输方面的发现对于“理解许多疾病至关重要”。,瑞典皇家科学院的评价是,“这一决定性发现为整个水通道的生物化学、生理学和遗传学研究打开了大门。”阿格里和麦克金农将分享价值130万美元的奖金。,诺贝尔奖获得者,科学成就,细胞在癌变过程中,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

5、是否出现了癌细胞。,与生活的联系,二、细胞膜的功能?,总结,1、将细胞与外界环境分隔开:,阅读P4243,细胞膜将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定。,(1)对于原始生命,膜的出现起到至关重要的作用,它将生命物质与非生命物质分隔开,成为相对独立的系统。,(2)对于原生生物,如草履虫,它属于单细胞生物,它与外界环境的分界面也是细胞膜,由于细胞膜的作用,将细胞与外界环境分隔开。,2、控制物质进出细胞;,(1)可“进”的物质:营养物质。,(2)不易“进”的物质:对细胞有害的物质。,(3)可“出”的物质:抗体、激素等物质;细胞产生的废物。,(4)不可“出”的物质:细胞内的重要成分。,3

6、、进行细胞间的信息交流:(1)激素通过体液的作用来完成的间接交流,即激素 靶细胞,例如,精子和卵细胞的识别与结合,(2)细胞识别与结合:相邻细胞间直接接触,通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞,如细胞 细胞,高等植物细胞通过胞间连丝交流信息,例,(3)相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞:如高等植物细胞之间通过胞间连丝连接来交流信息。,细胞壁的成分:细胞壁功能:,植物细胞壁,纤维素、果胶,支持、保护,(补充:原核生物细胞壁成分是:肽聚糖),第一节 细胞膜系统的边界,细胞膜,研究细胞膜的常用材料:,人或哺乳动物成熟红细胞,细胞膜成分,主要成分:,脂质和蛋白质,

7、还有少量糖类,成分特点:,脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多,细胞膜功能,将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定,控制物质进出细胞,进行细胞间信息交流,知识网络:,课堂小结,1科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成,是因为()P43 A.哺乳动物红细胞容易得到 B.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构 C.哺乳动物红细胞在水中容易涨破 D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到,课堂巩固,2、细胞膜上与细胞识别、信息传递等功能有着密切关系的化学物质是A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,3.下列哪一项不属于细胞膜的功能?P43 A

8、控制物质进出细胞 B将胰岛细胞形成的胰岛素,分泌到细胞外 C提高细胞内化学反应的速率 D作为系统的边界,维持细胞内环境的稳定,1.提示:把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有允许一些物质出入,阻挡其他物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如,窗纱是一种简单的刚性结构,功能较单纯;细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程;而窗纱是没有生命的,它只能被动地在起作用。,2.提示:活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力,染色剂无法进入细胞内,所以活细胞不会被染色;当细胞死亡后,细胞膜随之失去控制物质进出的能力,染色剂进入细胞,

9、细胞被染成蓝色。,二、拓展题:,第二节细胞器-系统内的分工合作,问题讨论,教材P44“问题探讨”中的“忙碌的车间”细胞内有哪些“车间”?它们之间是如何分工的?细胞虽然微小,但细胞内部就像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”,这些车间都有一定的结构如线粒体、叶绿体等,它们统称为细胞器。,?,阅读P44和P51 细胞器这么小,科学家是怎样把各种细胞器分离开?,差速离心法:利用不同的离心速度所产生的不同离心力,就能将各种细胞器分离开。,科学探究离不开探究精神,理性思维和技术手段的结合。,分析讨论:1.动物细胞和植物细胞的主要 区别是什么?2.描述叶绿体和线粒体的形态 和分布。,(1)分

10、布:细胞质中(2)形态:椭球形(3)结构:双层膜(4)功能:有氧呼吸的场所,提供能量。,1线粒体(相对封闭的双层膜结构),1、心肌细胞以内动量大,因不停的收缩舒张,需能多2、冬眠时,动物维持生命活动的能量主要靠肝脏,肝脏代谢加强,需能多3、细胞新陈代谢的强弱,2叶绿体(相对封闭的双层膜结构),(1)分布:绿色植 物细胞中(2)形态:球形、椭球行(3)结构:双层膜(4)功能:光合作用的场所。,3内质网(单层膜),4核糖体(无膜结构),延伸:在分裂活动旺盛的细胞中,游离的核糖体的数目较多,并且分布均匀,这一点已被用来作为辨认肿瘤细胞的标志之一。,5高尔基体(单层膜结构),说明:高尔基体是一种在动植

11、物细胞中都有,但功能却是不相同的一种细胞器!,与细胞分泌物的形成有关,对分泌蛋白进行加工和运输 蛋白质的“加工厂”,与细胞壁的形成有关,有丝分裂末期高尔基体集中到细胞板附近,参与合成纤维素,6中心体(无膜结构),(1)分布:动物细胞和低等植物细胞中,通常位于 细胞核附近。,(2)结构:由两个互相垂直的中心粒和周围物质组成,,(3)功能:与动物细胞和低等植物细胞的有丝分裂有关,参与形成纺锤体、决定细胞分裂的方向。,7液泡(单层膜结构),(1)分布:成熟的植物细胞中 90%,(2)结构,液泡膜,细胞液:含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,(3)功能,调节细胞的内环境,使细胞保持一定的渗透压,保持

12、膨胀的状态。,单层膜:双层膜:,线粒体、叶绿体,内质网、高尔基体、液泡、溶酶体,细胞膜:单层;核膜:双层,细胞器膜,无膜结构:,核糖体、中心体,细胞质基质呈半透明的胶体状态。在细胞质基质中有着极其复杂的成分和担负着一系列重要的功能,它是新陈代谢的主要场所,为新陈代谢提供物质和一定的环境条件。,细胞质基质,细胞质,细胞质基质,细胞器,细胞器之间的协调配合,1.叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体和线粒体有什么功能?2.核糖体、内质网、高尔基体都与蛋白质合成有关,它们之间有什么关系吗?科学家是怎样研究这个问题的呢?,资料一:蚕的丝腺细胞在5龄的初期主要是细胞本身增大,这时细胞质中的核糖体多为游离型的,

13、而内质网很贫乏。但到5龄的后半期,腺细胞开始大量合成和分泌丝心蛋白时,则核糖体都与内质网结合,形成发达的粗面内质网。,通过上述事实你可得出什么结论?,丝心蛋白是在附着于内质网上的核糖体上合成的,它是一种分泌蛋白。,分泌蛋白:有一些蛋白质在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白,如:消化酶、抗体、和一部分激素。,17 min和117 min后被标记的氨基酸相继出现在高尔基体,然后出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中,以及释放到细胞外的分泌 物中。,科学家帕拉德对“分泌蛋白合成和运输”的研究过程:,首先给豚鼠胰脏腺泡细胞注射氚(3H)标记的亮氨酸,进行3 min的脉冲标记,结果是被标记的氨基酸

14、出现在附着有核糖体的内质网中。,分泌蛋白的合成与运输到细胞外的过程,分泌蛋白的合成与分泌的过程:核糖体内质网高尔基体 细胞膜细胞外,合成肽连,加工,“出芽”方式,折叠、包装,分泌,排出,“出芽”方式:内质网内腔膨大,形成具有 膜的囊泡,包囊着加工后的蛋白运输 到高尔基体。,在分泌蛋白的合成、加工、运输整个过程是否需要能量?由细胞器提供能量呢?,需要能量,由线粒体提供,问题,Grimstone曾观察到:饥饿的原生动物逐渐停止形成高尔基体,同时粗面内质网也减少或几乎完全消失,由于这些细胞于实验期间还继续形成分泌小泡,所以每一个高尔基体的囊的数目减少了,但当给动物重新喂食后,形成了新的粗面内质网,同

15、时产生新的高尔基体,囊的功能也恢复了。,该实验说明了什么问题?,细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。,问题讨论,内质网膜与细胞膜、核膜有什么关系?,内质网膜,细胞膜,核膜,三种膜之间的转化关系,“出芽”方式,直接联系,直接转变,1、细胞膜不仅使细胞具有相对的稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。,细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着什么样的作用?,?,2、许多重要的化学反应都在生物膜上进行,这些化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供大量的附着为点。3、细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样就使得 细胞内能够

16、同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。,生物膜的重要意义。生物膜与膜生物工程是现代生物科学的重大方向之一,它将近代生物学与近代物理学及有关工程学科互相结合起来,对阐明生物能量转换、信息识别、传递和物质转移等诸多生命现象具有重大意义,同时在生物学、医学及农学中具有实际应用的前景。随着科学技术的不断发展,可以更广泛地为国民经济和国防建设服务。,!,总结,细胞内的各种生物膜不仅在结构上有一定的细胞的联系,在功能上也是既有明确的分工,又有紧密的联系。各种生物膜相互配合,协同工作,才使得细胞这台高度精密的生命机器能够继续、高效地运转,它们所形成的结构体系,叫做生物膜系统。,谢谢大家!,

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