2022——2023学年高一上学期生物浙科版必修1-2.2细胞膜控制细胞与周围环境的联系课件(共39张PPT)

(共39张PPT)
2.2 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
想一想
鸡蛋打碎了，为何没有全部散开呢？
如何确定细胞膜的存在呢？
鸡蛋液的外面有一层边界膜，即细胞膜。
想一想？
伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？
细胞作为一个完整的系统，它有边界，其边界就是细胞膜。
科学家用显微注射器将一种叫做伊红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。
1.概述“流动镶嵌模型”主要观点。
2.说出组成细胞膜的分子排布特点,阐明膜组成成分的生理作用。
3.构建探究膜的透过性的模拟实验,体验“建立模型”法在生物学实验中的应用。
4.说出植物细胞壁的组成和生理作用。
一、细胞膜的位置与功能
1．位置
细胞膜也称　　　，是围绕在细胞外层，将细胞与周围环境区分开的结构。
质膜
电子显微镜下的细胞膜（放大了400 000倍）
（1）将细胞与外界环境分隔开
推测的原始海洋景观图
膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
2．功能
控制作用是相对的
细胞
营养物质
代谢废物
抗体、激素等分泌物
病菌、病毒
（2）控制物质进出细胞
功能特性：选择透过性
2．功能
（3）进行细胞间信息交流。
1、通过体液运输间接交流
2、通过细胞膜直接接触
3、相邻细胞间形成通道(高等植物的胞间连丝）
2．功能
半透膜：
具有一定大小的孔径，水等小分子和离子可以自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过，这种膜称为半透膜。透析膜就是一种半透膜。
二、通过模拟实验探究膜的透过性
B
葡萄糖
活动：通过模拟实验探究膜的透过性
A
淀粉
碘-碘化钾
本尼迪特
1.A组加入碘-碘化钾后，烧杯内蒸馏水呈现什么颜色？
静置12h后颜色又如何？原因是什么？
透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？
2.A组实验说明了什么？
3.本尼迪特试剂检测的现象是什么？B组实验说明了什么？
淡棕色
蒸馏水恢复澄清，碘离子扩散进入透析袋内
由无色变蓝色
碘离子可以进入透析袋，而淀粉无法通过透析袋出来。
出现红黄色沉淀
说明葡萄糖能透过透析袋进入蒸馏水
结果分析
葡萄糖分子和碘可以通过透析膜，而淀粉分子无法通过。所以，透析膜对分子的进出具有 。
对细胞膜的推测
细胞膜是细胞的边界，将细胞内与外界环境分隔开，是外界物质进入细胞的屏障。所以，可以推测细胞膜对物质的进出具有 。
选择透过性
半透性
三、细胞膜的功能特性与结构组成
1．细胞膜具有选择透过性
细胞膜可以控制物质进出，选择性地吸收营养物质和排出代谢产物，保持细胞内生化反应有序进行。这一特性称为细胞膜的　　　　　　。
2．细胞膜的分子组成与参与的功能
细胞膜主要由　　 　　　　组成，除此之外，还含有少量 。动物细胞膜中还含一定量的　　　。
选择透过性
糖类
磷脂和蛋白质
胆固醇
(1)磷脂：
由C、H、O、N、P
五种元素构成的
两性分子
脂肪酸分子具有疏水性；
磷酸分子具有亲水性。
亲水性头部
疏水性尾部
在水中，不同磷脂分子疏水性的尾部相对排列，内部形成一个疏水的环境，而亲水性的头部则朝向外侧，与水接触。所以，磷脂分子在水中可形成双层结构，称为磷脂双分子层，构成细胞膜的基本骨架。
磷脂分子在水中如何排布？
(2)膜蛋白
①概念与特性：
细胞膜上的蛋白质统称为　　　　。膜蛋白也和磷脂分子一样，有 部分和　　　　部分。
膜蛋白
水溶性
脂溶性
膜蛋白
转运蛋白
有些膜蛋白选择性地吸收或排出特定物质,控制其进出细胞,例如细胞吸收离子、葡萄糖、氨基酸等营养物质都需要通过特定的转运蛋白来完成。
催化作用
有些膜蛋白催化持定化学反应
例如,小肠上皮细胞的某些膜蛋白可促进食物中营养物质的消化分解。
连接作用
同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起。
信息交流和细胞识别
某些膜蛋白接收外界信息或刺激,激活细胞内相应生理生化反应,在细胞与外界的信息交流和细胞识别中发挥重要作用如胰岛素受体。
（3）胆固醇
胆固醇存在于动物细胞膜中,占细胞膜所有脂质的10%~30%。
植物细胞膜一般不含胆固醇。
在动物细胞中,胆固醇能保持细胞膜的稳定性。（双重调节作用）
胆固醇分子主要位于磷脂双分子层的疏水环境中,具有一个很小的亲水基团,与磷脂头部连接(图2-12)。
3．生物膜
(1)生物膜的概念：
除细胞膜外，细胞内还存在其他的膜结构，它们构成了细胞核等多种结构的边界。细胞内所有的膜称为　　　　　。
(2)生物膜的特点：
虽然细胞内不同部位的膜功能有所不同，但它们都具有相似的　　　　　 和　　　　　。
生物膜
物质组成
空间结构
膜是由脂质组成的
实验：欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
资料一： 欧文顿的实验
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后分别用脂肪酶和蛋白酶处理。实验现象：两种情况下细胞膜均被破坏。
资料二：其他科学家实验
得出结论：
蛋白质参与组成细胞膜
提出假说：
四、细胞膜的结构—对细胞膜结构的探索历程
实验：两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。
资料三：荷兰科学家的实验
细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层.
活动：尝试细胞画出细胞膜中的磷脂分子的排布模型
头朝外侧，与水接触
尾对尾，内部形成疏水环境
脂双层
得出结论：
依据细胞的内外环境，磷脂分子在细胞膜中怎样分布？
蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？
随后,丹尼利和戴维森发现细胞膜的表面张力比油-水界面的张力低得多,推测出膜中含有蛋白质,从而提出了“蛋白质一脂质一蛋白质”的“三明治”模型(图2-15)，认为细胞膜是由双层脂质分子及其内外表面附着的蛋白质共同构成.
蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？
1959年,罗伯逊根据电镜超薄切片中细胞膜展现的暗-亮-暗三条带(图2-16),推测两边暗的条带是蛋白质,中间亮的部分是脂双层分子。罗伯逊在“三明治”模型的基础上提出了单位膜模型,推断所有的生物膜都由蛋白质-脂质一蛋白质构成。
蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？
“三明治”模型和单位膜模型的不足之处是把脂质看成静态的刚性结构。
许多实验如细胞融合,证明生物膜中的蛋白质是可流动的。
1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
电镜冰冻蚀刻（冰冻断裂）将标本冰冻，然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的　
蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？
1972年，辛格和尼克尔森在新的观察和实验证据的基础上，提出了生物膜的流动镶嵌模型。奠定了生物膜结构和功能的基础。
五、生物膜的结构特点与流动镶嵌模型
1．生物膜的结构特点：生物膜具有　　　　。
下图为人鼠细胞融合实验：
流动性
细胞融合
荧光染料
标记膜蛋白
37℃下
培养40min
膜蛋白
小鼠细胞
人细胞
杂交细胞
绿色荧光标记物
红色荧光标记物
说明膜蛋白呈流动状态
膜蛋白
2.生物膜的流动镶嵌模型
（4）少量糖类
1
2
识别
25
2.生物膜的流动镶嵌模型
2.生物膜的流动镶嵌模型
☆1、膜的化学成分：
主要是磷脂和蛋白质，还有少量糖类
☆2、膜的基本支架：
磷脂双分子层
☆3、膜蛋白：
镶、嵌、贯穿
☆4、膜结构特点：
控制细胞物质出入：载体蛋白
生物催化剂：酶
细胞识别：糖蛋白
与病原体做斗争：抗体
一定的流动性
☆5、膜功能特点：
选择透过性
五、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
☆1、位置：
细胞膜外面
☆2、成分：
植物：纤维素和果胶
细菌：肽聚糖
真菌；几丁质
☆3、功能：
支持和保护细胞
全透性
生物膜
结构特点
功能特点
结构组成
决定
流动性
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质分子
结构探究历程
1．下列哪项不属于细胞膜的功能(　　)
A．控制物质进出细胞
B．将细胞与外界环境分隔开
C．进行细胞间的信息交流
D．提高细胞内化学反应的速率
D
2.将大量磷脂分子放入清水中，搅拌后，不可能出现的现象是(　　)
A
B
A
C
D
3.在处理污水时，人们设计出一种膜结构，它可以将有毒的重金属离子阻挡在膜的一侧，用这种膜对水进行过滤，这是模拟生物膜的功能特性，该特性是(　　)
A．全透性　　 B．选择透过性
C．流动性 D．高效性
B
A 、保护作用
B、 一定的流动性
C 、全透性
D、选择透过性
4、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）
5、生物膜具有流动性是指( )
A、整个细胞膜具有流动性
B、细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C、细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
D、细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具 有流动性