3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 課件 高一上學(xué)期生物人教版必修1-1

3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜(質(zhì)膜)是系統(tǒng)的邊界1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)一、細(xì)胞膜的功能動(dòng)、植物細(xì)胞原始海洋中有機(jī)物聚集進(jìn)化出原始生命產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。細(xì)胞膜出現(xiàn)意義2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞一、細(xì)胞膜的功能核CO2細(xì)胞產(chǎn)物代謝廢物O2

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)細(xì)胞膜不需的，有害的物質(zhì)有些病毒病菌細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的一些有害物質(zhì)、部分病毒和病菌能進(jìn)入細(xì)胞（功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性）2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞資料1：在球場(chǎng)上，當(dāng)發(fā)現(xiàn)足球快速向你頭部飛奔過(guò)來(lái)，你會(huì)迅速躲避或用胳膊阻擋。思考：哪些細(xì)胞參與完成了上述活動(dòng)？它們發(fā)揮的具體作用是什么？3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流眼部組織細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和肌肉細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流胰島素3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流胰島B細(xì)胞胰島素受體（糖蛋白）（信息分子）3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流受體3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流例、如圖為細(xì)胞間信息交流的三種方式，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.這三種方式中都需要信號(hào)分子與細(xì)胞膜上的受體進(jìn)行識(shí)別與結(jié)合B.圖甲可表示胰島素經(jīng)血液運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞對(duì)其生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)C.圖乙可表示同種動(dòng)物精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合D.圖丙可表示高等植物細(xì)胞間通過(guò)胞間連絲相互連接并進(jìn)行信息交流A請(qǐng)拿出生物課本和草稿本

1859年，歐文頓選用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易穿過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不容易穿過(guò)細(xì)胞膜。不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)●●●●細(xì)胞膜●●●●●●歐文頓推測(cè)細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。提出假說(shuō):驗(yàn)證假說(shuō)觀察現(xiàn)象二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索

為了進(jìn)一步確定細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分的類型，科學(xué)家利用動(dòng)物的卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等作為研究材料，并利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，通過(guò)一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂的含量最多。得出結(jié)論結(jié)構(gòu)圖模型示意圖二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索（親水）（疏水）甘油脂肪酸其他衍生物

磷酸1、推測(cè)磷脂分子在空氣一水界面上會(huì)怎么樣排布?2、推測(cè)磷脂分子在水中可能是怎樣排布的?根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)思考:水空氣AB水環(huán)境1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特和哥倫德?tīng)柪帽獜娜说募t細(xì)胞中提取出脂質(zhì)：（磷脂雙分子層）1935年，丹尼利和戴維森研究細(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。由于人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂表面如果附有蛋白質(zhì)成分，則表面張力會(huì)降低。推測(cè)細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解。從而證明細(xì)胞膜中存在蛋白質(zhì)。二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索脂質(zhì)50%主要是磷脂和膽固醇，其中磷脂的含量最為豐富。蛋白質(zhì)40%功能主要由蛋白質(zhì)來(lái)承擔(dān)。功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。糖類2%-10%主要1959年，羅伯特森在電鏡下觀察到了細(xì)胞膜呈暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。（關(guān)于電鏡成像：電子束照射大分子物質(zhì)，散射度高，呈暗帶；照射小分子物質(zhì)，散射度低，呈亮帶。）羅伯特森大膽地提出了細(xì)胞膜模型的假說(shuō)：所有細(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；三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)資料1：電子顯微鏡下，細(xì)胞膜的厚度約為7~8nm，是單層磷脂厚度的兩倍。三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過(guò)20nm。資料2：資料3：科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，有些膜蛋白的特定區(qū)域主要由疏水氨基酸組成，這些區(qū)域很可能與脂雙層的疏水區(qū)域結(jié)合，造成這些部分會(huì)深深插入膜的內(nèi)部。三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)20世紀(jì)60年代，冰凍蝕刻技術(shù)得到了應(yīng)用?？茖W(xué)家將細(xì)胞進(jìn)行快速低溫冷凍，用冷刀將細(xì)胞標(biāo)本驟然沖斷開(kāi)。這時(shí)，磷脂雙分子層的疏水端裂開(kāi)，從而顯示出蛋白質(zhì)顆粒在膜之中的真實(shí)分布情況。冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)1970年：人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子具有流動(dòng)性FRAP（熒光漂白后恢復(fù)）技術(shù):即是一種利用了熒光分子的可漂白特點(diǎn)測(cè)量分子運(yùn)動(dòng)和運(yùn)輸相關(guān)參數(shù)的方法4.用綠色熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，待熒光分布均勻后，在細(xì)胞膜上選定需進(jìn)行漂白的部位，用激光照射使熒光分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆改變，從而使此部位的熒光消失。一段時(shí)間后，漂白部位熒光會(huì)有一定程度的恢復(fù)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.綠色熒光在膜上一般不呈均勻分布狀態(tài)B.根據(jù)熒光恢復(fù)速度可推算細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度C.漂白部位熒光一定程度的恢復(fù)是因?yàn)榧?xì)胞膜具有流動(dòng)性D.漂白部位熒光的恢復(fù)是因?yàn)楸粯?biāo)記蛋白質(zhì)恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)√由題意可知，用激光照射使熒光分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆改變，因此漂白部位熒光的恢復(fù)不可能是因?yàn)楸粯?biāo)記蛋白質(zhì)恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。細(xì)胞膜上的磷脂分子具有流動(dòng)性磷脂雙分子層糖蛋白磷脂膽固醇蛋白質(zhì)糖脂糖被（多糖）：細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等。四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1972年，辛格和尼科爾森提出流動(dòng)鑲嵌模型膽固醇:在調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，增加膜的穩(wěn)定性以及降低水溶性物質(zhì)的通透性等方面都起著重要的作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性膽固醇:在調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，增加膜的穩(wěn)定性以及降低水溶性物質(zhì)的通透性等方面都起著重要的作用脂雙層為基本骨架細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)磷脂