高中生物浙科版（2019）必修一2.2细胞膜控制细胞与周围环境的联系（包含2个课时）课件(30张ppt）

(共30张PPT)
2.2 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
（第一课时）
你了解细胞膜吗？
细胞膜 = 质膜
　　细胞膜是细胞对外界环境的屏障，控制着物质的进出，保证了胞内环境的相对稳定，使细胞内的生命活动有序进行。
新课导入
一、活动 ：通过模拟实验探究膜的透过性
细胞膜的结构是如何与控制物质进出的功能相适应的呢？
半透膜：一些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。
如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里(图2-9),那么,透析膜对两者的通透情况是否相同 细胞膜是否具有类似特性
一、活动 ：通过模拟实验探究膜的透过性
实验目的：1.尝试模拟实验的方法
2.推测细胞膜具有选择透过性。
材料用具：淀粉溶液,葡萄糖溶液,蒸馏水,碘-碘化钾溶液,本尼迪特试剂,透析袋,细线,烧杯,玻璃棒。
方法步骤
1、取A、B两个透析袋,将等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入A、B透析袋中。透析袋两端用细线系紧。
2.将透析袋一端的细线绑在玻璃棒中央,透析袋置于烧杯内,玻璃棒横置于烧杯上方。
3.向烧杯内注入等量蒸馏水,直至淹没透析袋。向A组透析袋外面的蒸馏水中加入适量碘-碘化钾溶液
4.静置12h。观察A组实验现象;取B组透析袋外面的蒸馏水2mL,加入2mL本尼迪特试剂,热水浴2~3min,观察颜色变化。
讨论：
1.A组加入碘-碘化钾溶液后,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
烧杯内蒸馏水没有颜色变化；
静置12h后，还是没有颜色变化，说明烧杯中没有淀粉，也就是淀粉不能从透析袋中进入烧杯中；
透析袋内淀粉溶液颜色变蓝色。
A组实验中碘可以通过透析袋，而淀粉分子无法通过。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
出现砖红色沉淀，说明了葡萄糖分子可以穿过半透膜。说明了半透膜对分子进出具有半透性。
例2、人的红细胞中的K+的浓度比血浆高，而Na+的浓度比血浆低
例1、小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖;　
二、细胞膜具有选择透过性
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选择透过性( selective permeability)。
细胞膜为什么具有这样的功能？
磷脂
脂肪酸
甘油
磷酸
脂肪酸分子具有亲脂性；磷酸分子具有亲水性。
磷脂分子是一端亲脂而另一端亲水的两性分子。
二、细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
膜蛋白
膜蛋白也和磷脂分子一样,有水溶性部分和脂溶性部分。
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细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多。细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。
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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,这类膜蛋白称为转运蛋白。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。
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。
同一组织的相邻细胞问通过某些膜蛋白紧密连接在一起。
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。
膜蛋白细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。
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。
...............................................................................................................................................................................
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)。
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胆固醇对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用。
一方面,胆固醇通过与磷题固醇脂脂肪链的相互作用,具有限制其运动、增加其有序性的作用;
另一方面,也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。
例如,环境温度较低时胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性;细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此内侧的磷脂活动性较弱
胆固醇
...............................................................................................................................................................................
细胞内所有的膜称为生物膜。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物质
组成和空间结构
生物膜
三、细胞膜的结构
科学家的足迹
——对细胞膜结构的探索历程
1895年E.OvertonE.Overton用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是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进入细胞,于是他提出了膜由脂质组成。
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）,发现膜的结构被破坏了，证明组成细胞膜的成分中有蛋白质。
应用化学手段分析表明：
质膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中脂质中磷脂含量最多，还有少量的糖类。动物细胞中还有一定量的胆固醇。
细胞膜的组成成分是什么呢？
思维探究
依据磷脂分子的性质，请推测磷脂分子在下列界面中的排布情况。
空气
水
苯
水
水
水
合作探究：
依据细胞的内外环境，磷脂分子在细胞膜中怎样分布？
1925年,戈特(E. Gorter)和格兰德尔(F. Grendel)用有机溶剂抽提了人红细胞细胞膜的脂质成分后,将其铺展在水面,测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍,并推测细胞膜由双层脂质分子构成。
膜蛋白
膜蛋白也和磷脂分子一样,有水溶性部分和脂溶性部分。
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细胞的功能越多,其膜蛋白的种类和数量就越多。细胞膜的功能主要通过膜蛋白来实现。
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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,这类膜蛋白称为转运蛋白。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。
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。
同一组织的相邻细胞问通过某些膜蛋白紧密连接在一起。
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。
膜蛋白细胞膜上的蛋白质统称为膜蛋白。
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。
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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)。
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胆固醇对细胞膜中磷脂分子的活动具有双重调节作用。
一方面,胆固醇通过与磷题固醇脂脂肪链的相互作用,具有限制其运动、增加其有序性的作用;
另一方面,也能将磷脂分子分隔开以增强其运动性。这种双重的调节作用取决于环境和胆固醇的数量。
例如,环境温度较低时胆固醇有助于保持细胞膜的柔韧性;细胞膜外侧磷脂分子中胆固醇的含量往往高于内侧,因此内侧的磷脂活动性较弱
胆固醇
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细胞内所有的膜称为生物膜。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物质
组成和空间结构
生物膜
1.以半透膜为实验材料进行“通过模拟实验探究膜的透过性”活动。下列叙述错误的是 （ ）
A．实验用半透膜模拟的是生物膜
B．实验中烧杯中的溶液变蓝色
C．B组烧杯中的溶液出现砖红色沉淀，说明葡萄糖分子可以通过半透膜
D．实验结果推测生物膜作为细胞的边界，对物质的进出具有选择透过性
B
2．在哺乳动物的受精过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够(　　)
A．保障细胞内部环境的相对稳定
B．控制物质进出细胞
C．保证卵细胞摄入所需要的精子
D．进行细胞间的信息交流
B
3．在哺乳动物的受精过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够（　　）
A．保障细胞内部环境的相对稳定
B．控制物质进出细胞
C．保证卵细胞摄入所需要的精子
D．进行细胞间的信息交流
D
4、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是（ ）
A、葡萄糖 B、蛋白质
C、甘油 D、无机盐离子
C
浙科版版2019版必修一
第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
（第二课时）
细胞膜为什么具有这样的功能？
细胞膜的功能有哪些？
回顾
三、细胞膜的结构
科学家的足迹
——对细胞膜结构的探索历程
1895年E.OvertonE.Overton用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是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进入细胞,于是他提出了膜由脂质组成。
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）,发现膜的结构被破坏了，证明组成细胞膜的成分中有蛋白质。
应用化学手段分析表明：
质膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中脂质中磷脂含量最多，还有少量的糖类。动物细胞中还有一定量的胆固醇。
细胞膜的组成成分是什么呢？
思维探究
依据磷脂分子的性质，请推测磷脂分子在下列界面中的排布情况。
空气
水
苯
水
水
水
脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？
合作探究：
依据细胞的内外环境，磷脂分子在细胞膜中怎样分布？
1925年,戈特(E. Gorter)和格兰德尔(F. Grendel)用有机溶剂抽提了人红细胞细胞膜的脂质成分后,将其铺展在水面,测出其面积约为所有红细胞表面积的2倍,并推测细胞膜由双层脂质分子构成。
随后,丹尼利(J. Danielli)和戴维森(H. Davson)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，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.
1959年,罗伯逊(.DR小)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
这个实验说明了什么？
细胞膜上的蛋白质分是呈流动状态的。
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。
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。
1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型。奠定了生物膜结构和功能的基础。
该理论主要包括：
1.磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。
2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性。
3.磷脂和蛋白质位置不是固定的,生物膜具有一定流动性
四、细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构
植物：
真菌：
细菌：
纤维素和果胶
水、离子和其他分子都极易通过纤维之间的空隙，所以细胞壁与细胞的选择透性无关。
作用：保护、支持。
壳多糖（几丁质）
肽聚糖
青霉素抑菌作用原理：抑制细菌合成肽聚糖。
联系生活：细胞壁的功能
原因：青霉素抑制细菌合成肽聚糖。因为不能合成细胞壁物质，细菌就不能生长和繁殖，所以青霉素能杀菌。
事例1、青霉素为什么能杀菌？
事例2、参天大树之所以能挺立？
原因：靠死细胞的细胞壁支撑、支持作用。
质膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
一定的流
动性
选择透性
脂双层
膜蛋白
C
1、下列有关膜的叙述，错误的是 (　　)
A．质膜主要由脂质和蛋白质组成
B．质膜中还有少量的糖类
C．线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的
D．在组成质膜的脂质中，磷脂最丰富
2、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
C
3．如图为质膜的亚显微结构模式图，有关说法不正确的是(　　)
A．①表示质膜外表面有些糖分与膜蛋白结合为糖蛋白
B．②和③大都是运动的
C．③构成质膜的基本骨架，与物质进出无关
D．质膜保障了细胞内部环境的相对稳定
4．下列关于植物细胞细胞壁的叙述中，错误的是
(　　)
A．主要由纤维素组成
B．不具有选择透性
C．具有支撑和保护作用
D．其组成与细菌、真菌的细胞壁成分相同
C
D