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文檔簡介
3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過“問題探討”及分析細(xì)胞膜的功能,概述細(xì)胞膜作為系統(tǒng)邊界的功能。2.通過分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型建立的歷程及其他資料,能基于事實和證據(jù)進(jìn)行推理提出或否定假說(或模型),加深對“模型與建模”的理解,感悟科學(xué)在質(zhì)疑與創(chuàng)新中不斷發(fā)展。3.通過概括、比較不同細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型,說出不同模型的要點,闡釋流動鑲嵌模型。4.通過“脂質(zhì)體藥物”的分析,體會科學(xué)知識與解決現(xiàn)實問題之間的密切聯(lián)系,增強社會責(zé)任感。鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液。用它染色時死細(xì)胞會被染成藍(lán)色,而活細(xì)胞不會著色。討論1、為什么活細(xì)胞不能被染色,而死細(xì)胞能被染色?2、據(jù)此推測,細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界,應(yīng)該具有什么功能?問題探討活細(xì)胞的細(xì)胞膜有選擇透過性,臺盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)控制物質(zhì)進(jìn)出將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開1意義:保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要階段產(chǎn)生了原始的細(xì)胞一、細(xì)胞膜的功能
鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液。用它染色時,死細(xì)胞會被染成藍(lán)色,而活細(xì)胞不會著色。1.為什么活細(xì)胞不能被染色而死細(xì)胞能被染色?2.據(jù)此推斷細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界應(yīng)該具有什么樣的功能?問題探討細(xì)胞內(nèi)成分抗體、激素、代謝廢物病毒、病菌、有害物質(zhì)病毒、病菌、有害物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞2細(xì)胞膜的控制作用是相對的細(xì)胞膜的功能特性:選擇透過性
新鮮的莧菜葉泡進(jìn)水中,水一般不會變紅,但高溫炒熟的莧菜中卻有紅紅的湯汁,這可能是因為什么?【聯(lián)系生活】
手被燙到,為什么大腦皮層會產(chǎn)生“痛”覺?鼻子接觸鮮花,為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”的感覺?這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能?縮手反射聞花香問題探討激素(1)通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息。受體化學(xué)本質(zhì):糖蛋白作用:激素等化學(xué)物質(zhì)的信號接受特點:專一性(一種受體只能識別一種或者一類物質(zhì))信息分子內(nèi)分泌細(xì)胞的激素(如胰島素),隨血液到達(dá)全身各處,與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合,將信息傳遞給靶細(xì)胞。進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流3
相鄰兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸,信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞。發(fā)出信號的細(xì)胞靶細(xì)胞與膜結(jié)合的信號(2)通過相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息。精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合胞間連絲
相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道,攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個細(xì)胞。例如,高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接,也有信息交流的作用。(3)相鄰兩細(xì)胞之間形成通道,來傳遞信息★細(xì)胞膜的功能的總結(jié)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,為我傳信報安康與外界環(huán)境分隔開——控制物質(zhì)進(jìn)出——進(jìn)行細(xì)胞間信息交流除了以上提到的三種功能外,細(xì)胞膜還有細(xì)胞識別、保護(hù)細(xì)胞、參與細(xì)胞的運動、分泌等功能。(1)物質(zhì)傳遞(2)接觸傳遞(3)通道傳遞細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的二、對細(xì)胞膜成分的探索1.1895年,歐文頓對植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實驗,發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜;不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),不容易穿過細(xì)胞膜。據(jù)此推測細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。2.1925年,戈特和格倫德爾提取的脂質(zhì)在空氣—水界面形成單分子層,發(fā)現(xiàn)單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍,它們推斷細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。3.1935年,丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜的張力,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力,推測細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)。【思考】
最初對細(xì)胞膜成分的認(rèn)識,是通過對現(xiàn)象的推理分析,還是通過對膜成分的提取與檢測?答案
最初對細(xì)胞膜成分的認(rèn)識,是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和糖類。(
×
)(2)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中只有磷脂。(
×
)(3)功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜中,脂質(zhì)的種類和數(shù)量越多。(
×
)(4)高等植物細(xì)胞之間的胞間連絲具有物質(zhì)運輸?shù)淖饔谩?√)2.連線。
三、對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索1.1959年,羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),結(jié)合其他科學(xué)家的工作,提出了細(xì)胞膜模型假說:所有的細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,是靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。2.1970年,科學(xué)家將熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞進(jìn)行融合實驗,實驗結(jié)果表明,細(xì)胞膜具有流動性。3.在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上,1972年,辛格和尼科爾森提出為大多數(shù)人所接受的流動鑲嵌模型。三.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容(1)細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的。磷脂雙分子層是膜的基本支架,其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或離子不能自由通過,因此具有屏障作用。三.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容(2)蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中:有的鑲在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的貫穿于整個磷脂雙分子層。蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。?流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容(3)細(xì)胞膜不是靜止不動的,而是具有流動性,主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動,膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。細(xì)胞膜的流動性對于細(xì)胞完成物質(zhì)運輸、生長、分裂、運動等功能都是非常重要的。三.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子,它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成的糖蛋白,或與脂質(zhì)結(jié)合形成的糖脂,這些糖類分子叫作糖被(glycocalyx)。糖被在細(xì)胞生命活動中具有重要的功能。例如,糖被與細(xì)胞表面的識別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。??茖W(xué)家首先根據(jù)已有的知識和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說,再用進(jìn)一步的觀察與實驗對已建立的假說進(jìn)行修正和補充。一種假說最終被接受或被否定,取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和實驗結(jié)果相吻合??茖W(xué)方法——提出假說例1:細(xì)胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細(xì)胞分泌的雌激素作用于乳腺細(xì)胞的過程中,以及精子進(jìn)入卵細(xì)胞的過程中,細(xì)胞間信息交流的實現(xiàn)分別依賴于()A.血液運輸,突觸傳遞??????B.淋巴運輸,突觸傳遞C.淋巴運輸,胞間連絲傳遞??D.血液運輸,細(xì)胞間直接接觸D練一練例2:下列關(guān)于細(xì)胞膜的說法正確的是()A.細(xì)胞膜與線粒體膜、核膜中所含蛋白質(zhì)的功能相同
B.膜中的磷脂分子是由膽固醇、脂肪酸和磷酸組成的C.當(dāng)細(xì)胞衰老時其細(xì)胞膜的通透性會發(fā)生改變D.成熟的紅細(xì)胞癌變后,細(xì)胞膜上糖蛋白減少,使癌細(xì)胞彼此間黏著性顯著增加
C必修一P66例3:下列對物質(zhì)跨膜運輸方式的敘述正確的是()
A.在一定范圍內(nèi),增大氧氣的濃度,主動運輸?shù)乃俾氏瓤旌舐鼴.主動運輸?shù)倪^程一定需要線粒體提供能量C.離子、氨基酸等都是通過主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞D.Na+排出神經(jīng)元的方式與神經(jīng)元釋放遞質(zhì)的方式都會使細(xì)胞內(nèi)的ADP含量增加D無氧呼吸例4:某種H﹢-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白,具有ATP水解酶活性,能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H﹢。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞懸浮在一定pH的溶液中(假設(shè)細(xì)胞內(nèi)的pH高于細(xì)胞外),置于暗中一段時間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細(xì)胞的該溶液分成兩組,一組照射藍(lán)光后溶液的pH明顯降低;另一組先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制劑(抑制ATP水解),再用藍(lán)光照射,溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果,下
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