人教版教學(xué)課件必修一第三章第1節(jié)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜.ppt

第三章 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),2009.11.2,第一節(jié) 細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界,第二節(jié) 細(xì)胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作,第三節(jié) 細(xì)胞核系統(tǒng)的控制中心,第一節(jié) 細(xì)胞膜-系統(tǒng)的邊界,一個(gè)最簡(jiǎn)單的細(xì)胞,也比迄今為止設(shè)計(jì)出的任何智能電腦更精巧!,一、如何區(qū)分顯微鏡視野中的 氣泡和細(xì)胞呢 ？,氣泡是光亮的，里面只有空氣，而細(xì)胞可觀察到具體的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容物。,二、在光學(xué)顯微鏡中能看見(jiàn)細(xì)胞膜嗎 ？,植物細(xì)胞的細(xì)胞膜緊貼壁，完全觀察不到；動(dòng)物細(xì)胞明顯看到細(xì)胞與細(xì)胞之間，細(xì)胞與外界環(huán)境之間有明顯的界限細(xì)胞膜。,問(wèn)題探討：,科學(xué)家用一種叫做伊紅（染色劑）的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞,卻不能逸出細(xì)胞。,伊紅為什么不會(huì)逸出細(xì)胞？ 此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？,細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它有邊界,動(dòng)動(dòng)腦,資料分析,細(xì)胞膜,哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞示意圖,人的口腔上皮細(xì)胞,1.體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法,(1)材料的選擇：,(2)實(shí)驗(yàn)原理:,(3)方法步驟:,一、細(xì)胞膜的成分,哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞,紅細(xì)胞吸水脹破,吸水,漲破,取少量紅細(xì)胞稀釋液，制成臨時(shí)裝片,高倍鏡下觀察,蓋玻片的一側(cè)滴一滴蒸餾水,同時(shí)在另一側(cè)用吸水紙小心吸引（注意不要把細(xì)胞吸跑）,持續(xù)觀察細(xì)胞的變化,無(wú)細(xì)胞壁,無(wú)細(xì)胞核與眾多的細(xì)胞器,紅細(xì)胞發(fā)生了什么變化？,討論：,如果上述實(shí)驗(yàn)在試管中進(jìn)行，細(xì)胞破裂后，還需用什么方法才能獲得較純的細(xì)胞膜？,離心方法,磷脂雙分子為基本支架；,1972年，桑格和 尼克森，提出：流動(dòng)鑲嵌模型,磷脂雙分子層,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層；,磷脂雙分子層與大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都可以運(yùn)動(dòng)，具有流動(dòng)性。,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。,磷脂分子,C、H、O、N、P,組成元素：,2.細(xì)胞膜的化學(xué)組成,脂質(zhì) 約50%： 蛋白質(zhì) 約40%： 糖類 2% 10%：,主要由_和_組成，少量的_。,蛋白質(zhì),糖類,脂質(zhì),磷脂最豐富，還有糖脂、固醇。,細(xì)胞膜的功能物質(zhì)。功能越復(fù)雜蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。,與信息交流有關(guān)。,瑞典皇家科學(xué)院將2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究細(xì)胞膜的美國(guó)科學(xué)家彼得阿格里（Peter Agre）和羅德里克麥克金農(nóng)（Roderick MacKinnon），以表彰兩人在細(xì)胞膜通道研究領(lǐng)域所取得的卓越成績(jī)。瑞典皇家科學(xué)院表示，兩人在人類細(xì)胞鹽、水運(yùn)輸方面的發(fā)現(xiàn)對(duì)于“理解許多疾病至關(guān)重要”。,瑞典皇家科學(xué)院的評(píng)價(jià)是，“這一決定性發(fā)現(xiàn)為整個(gè)水通道的生物化學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)研究打開(kāi)了大門?！卑⒏窭锖望溈私疝r(nóng)將分享價(jià)值130萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,科學(xué)成就,細(xì)胞在癌變過(guò)程中，細(xì)胞膜的成分發(fā)生改變，產(chǎn)生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物質(zhì)。因此在檢查癌癥的驗(yàn)血報(bào)告單上，有AFP、CEA等檢測(cè)項(xiàng)目。 若這些指標(biāo)超過(guò)正常值，應(yīng)做進(jìn)一步的檢查，以確定體內(nèi)是否出現(xiàn)了癌細(xì)胞。,與生活的聯(lián)系,二、細(xì)胞膜的功能？,總結(jié),1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)：,閱讀P4243,細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。,（1）對(duì)于原始生命，膜的出現(xiàn)起到至關(guān)重要的作用，它將生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)分隔開(kāi)，成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。,（2）對(duì)于原生生物，如草履蟲，它屬于單細(xì)胞生物，它與外界環(huán)境的分界面也是細(xì)胞膜，由于細(xì)胞膜的作用，將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)。,2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；,（1）可“進(jìn)”的物質(zhì)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。,（2）不易“進(jìn)”的物質(zhì)：對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。,（3）可“出”的物質(zhì)： 抗體、激素等物質(zhì)； 細(xì)胞產(chǎn)生的廢物。,（4）不可“出”的物質(zhì)： 細(xì)胞內(nèi)的重要成分。,3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流: (1)激素通過(guò)體液的作用來(lái)完成的間接交流， 即激素 靶細(xì)胞,例如, 精子和卵細(xì)胞的識(shí)別與結(jié)合,（2）細(xì)胞識(shí)別與結(jié)合：相鄰細(xì)胞間直接接觸，通過(guò)與細(xì)胞膜結(jié)合的信號(hào)分子影響其他細(xì)胞， 如細(xì)胞 細(xì)胞,高等植物細(xì)胞通過(guò)胞間連絲交流信息,例,（3）相鄰細(xì)胞間形成通道使細(xì)胞相互溝通，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞：如高等植物細(xì)胞之間通過(guò)胞間連絲連接來(lái)交流信息。,細(xì)胞壁的成分： 細(xì)胞壁功能：,植物細(xì)胞壁,纖維素、果膠,支持、保護(hù),（補(bǔ)充：原核生物細(xì)胞壁成分是：肽聚糖）,第一節(jié) 細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界,細(xì)胞膜,研究細(xì)胞膜的常用材料：,人或哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞,細(xì)胞膜成分,主要成分：,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還有少量糖類,成分特點(diǎn)：,脂質(zhì)中磷脂最豐富，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多,細(xì)胞膜功能,將細(xì)胞與環(huán)境分隔開(kāi)，保證細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定,控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,進(jìn)行細(xì)胞間信息交流,知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：,課堂小結(jié),1科學(xué)家常用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞作材料來(lái)研究細(xì)胞膜的組成，是因?yàn)椋?）P43 A.哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞容易得到 B.哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有核膜、線粒體膜等膜結(jié)構(gòu) C.哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在水中容易漲破 D.哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜在光學(xué)顯微鏡下容易觀察到,課堂鞏固,2 、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、信息傳遞等功能有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是 A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,3.下列哪一項(xiàng)不屬于細(xì)胞膜的功能？P43 A控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞 B將胰島細(xì)胞形成的胰島素，分泌到細(xì)胞外 C提高細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的速率 D作為系統(tǒng)的邊界，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,1.提示：把細(xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類比，合理之處是說(shuō)明細(xì)胞膜與窗紗一樣具有允許一些物質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入的作用。這樣類比也有不妥當(dāng)?shù)牡胤?。例如，窗紗是一種簡(jiǎn)單的剛性結(jié)構(gòu)，功能較單純；細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多。細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分，活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過(guò)程；而窗紗是沒(méi)有生命的，它只能被動(dòng)地在起作用。,2.提示：活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的能力，染色劑無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，所以活細(xì)胞不會(huì)被染色；當(dāng)細(xì)胞死亡后，細(xì)胞膜隨之失去控制物質(zhì)進(jìn)出的能力，染色劑進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞被染成藍(lán)色。,二、拓展題：,第二節(jié)細(xì)胞器-系統(tǒng)內(nèi)的分工合作,問(wèn)題討論,教材P44“問(wèn)題探討”中的“忙碌的車間” 細(xì)胞內(nèi)有哪些“車間”？它們之間是如何分工的？ 細(xì)胞雖然微小，但細(xì)胞內(nèi)部就像一個(gè)繁忙的工廠，在細(xì)胞質(zhì)中有許多忙碌不停的“車間”， 這些車間都有一定的結(jié)構(gòu)如線粒體、葉綠體等，它們統(tǒng)稱為細(xì)胞器。,？,閱讀P44和P51 細(xì)胞器這么小，科學(xué)家是怎樣把各種細(xì)胞器分離開(kāi)？,差速離心法：利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同離心力，就能將各種細(xì)胞器分離開(kāi)。,科學(xué)探究離不開(kāi)探究精神，理性思維和技術(shù)手段的結(jié)合 。,分析討論： 1.動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的主要 區(qū)別是什么？ 2.描述葉綠體和線粒體的形態(tài) 和分布。,（1）分布:細(xì)胞質(zhì)中 （2）形態(tài)：橢球形 （3）結(jié)構(gòu)：雙層膜 （4）功能：有氧呼吸的場(chǎng)所，提供能量。,1線粒體（相對(duì)封閉的雙層膜結(jié)構(gòu)）,1、心肌細(xì)胞以內(nèi)動(dòng)量大，因不停的收縮舒張，需能多 2、冬眠時(shí)，動(dòng)物維持生命活動(dòng)的能量主要靠肝臟，肝臟代謝加強(qiáng)，需能多 3、細(xì)胞新陳代謝的強(qiáng)弱,2葉綠體（相對(duì)封閉的雙層膜結(jié)構(gòu)）,（1）分布：綠色植 物細(xì)胞中 （2）形態(tài)：球形、橢球行 （3）結(jié)構(gòu)：雙層膜 （4）功能：光合作用的場(chǎng)所。,3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（單層膜）,4核糖體（無(wú)膜結(jié)構(gòu)）,延伸：在分裂活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中，游離的核糖體的數(shù)目較多，并且分布均勻， 這一點(diǎn)已被用來(lái)作為辨認(rèn)腫瘤細(xì)胞的標(biāo)志之一。,5高爾基體（單層膜結(jié)構(gòu)）,說(shuō)明：高爾基體是一種在動(dòng)植物細(xì)胞中都有，但功能卻是不相同的一種細(xì)胞器！,與細(xì)胞分泌物的形成有關(guān)，對(duì)分泌蛋白進(jìn)行加工和運(yùn)輸 蛋白質(zhì)的“加工廠”,與細(xì)胞壁的形成有關(guān)，有絲分裂末期高爾基體集中到細(xì)胞板附近，參與合成纖維素,6中心體（無(wú)膜結(jié)構(gòu)）,（1）分布：動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中，通常位于 細(xì)胞核附近。,（2）結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)互相垂直的中心粒和周圍物質(zhì)組成，,（3）功能：與動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞的有絲分裂有關(guān),參與形成紡錘體、決定細(xì)胞分裂的方向。,7液泡（單層膜結(jié)構(gòu)）,（1）分布：成熟的植物細(xì)胞中 90%,（2）結(jié)構(gòu),液泡膜,細(xì)胞液：含有糖類、無(wú) 機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等 物質(zhì),（3）功能,調(diào)節(jié)細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境,使細(xì)胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態(tài)。,單層膜: 雙層膜：,線粒體、葉綠體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體,細(xì)胞膜：?jiǎn)螌樱?核膜：雙層,細(xì)胞器膜,無(wú)膜結(jié)構(gòu)：,核糖體 、中心體,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呈半透明的膠體狀態(tài)。在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有著極其復(fù)雜的成分和擔(dān)負(fù)著一系列重要的功能,它是新陳代謝的主要場(chǎng)所,為新陳代謝提供物質(zhì)和一定的環(huán)境條件。,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),細(xì)胞器,細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合,1.葉綠體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體有什么功能？ 2.核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體都與蛋白質(zhì)合成有關(guān)，它們之間有什么關(guān)系嗎？科學(xué)家是怎樣研究這個(gè)問(wèn)題的呢？,資料一： 蠶的絲腺細(xì)胞在5齡的初期主要是細(xì)胞本身增大，這時(shí)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體多為游離型的，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很貧乏。但到5齡的后半期，腺細(xì)胞開(kāi)始大量合成和分泌絲心蛋白時(shí)，則核糖體都與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成發(fā)達(dá)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。,通過(guò)上述事實(shí)你可得出什么結(jié)論？,絲心蛋白是在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成的，它是一種分泌蛋白 。,分泌蛋白： 有一些蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后， 分泌到細(xì)胞外起作用的蛋白，如：消 化酶、抗體、和一部分激素。,17 min和117 min后被標(biāo)記的氨基酸相繼出現(xiàn) 在高爾基體，然后出現(xiàn)在靠近細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的運(yùn) 輸?shù)鞍踪|(zhì)的囊泡中，以及釋放到細(xì)胞外的分泌 物中。,科學(xué)家帕拉德對(duì) “分泌蛋白合成和運(yùn)輸”的研究過(guò)程：,首先給豚鼠胰臟腺泡細(xì)胞注射氚(3H)標(biāo)記的亮氨酸，進(jìn)行3 min的脈沖標(biāo)記，結(jié)果是被標(biāo)記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。,分泌蛋白的合成與運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程,分泌蛋白的合成與分泌的過(guò)程： 核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體 細(xì)胞膜細(xì)胞外,合成肽連,加工,“出芽”方式,折疊、包裝,分泌,排出,“出芽”方式：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔膨大，形成具有 膜的囊泡，包囊著加工后的蛋白運(yùn)輸 到高爾基體。,在分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸整個(gè)過(guò)程是否需要能量？由細(xì)胞器提供能量呢？,需要能量，由線粒體提供,問(wèn)題,Grimstone曾觀察到：饑餓的原生動(dòng)物逐漸停止形成高爾基體，同時(shí)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也減少或幾乎完全消失，由于這些細(xì)胞于實(shí)驗(yàn)期間還繼續(xù)形成分泌小泡，所以每一個(gè)高爾基體的囊的數(shù)目減少了，但當(dāng)給動(dòng)物重新喂食后，形成了新的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，同時(shí)產(chǎn)生新的高爾基體，囊的功能也恢復(fù)了。,該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？,細(xì)胞內(nèi)的生物膜在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性。,問(wèn)題討論,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜、核膜有什么關(guān)系？,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,細(xì)胞膜,核膜,三種膜之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,“出芽”方式,直接聯(lián)系,直接轉(zhuǎn)變,1、細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有相對(duì)的穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過(guò)程中起著決定性作用。,細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起著什么樣的作用？,？,2、許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行，這些化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供大量的附著為點(diǎn)。 3、細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開(kāi)，如同一個(gè)個(gè)小的區(qū)室，這樣就使得 細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會(huì)互相干擾，保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。,生物膜的重要意義。 生物膜與膜生物工程是現(xiàn)代生物科學(xué)的重