2019年秋人教版高中生物必修1第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜——系统的边界(共46张PPT)

(共95张PPT)
植物细胞的细胞壁
1、主要成分：纤维素和果胶
2、主要功能：支持和保护
3、主要特点：全透性
第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜——
系统的边界
你知道怎样区分显微镜视野中的气泡与细胞吗？能看见细胞膜吗？
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气泡是光亮的，里面只有空气，周边是黑色的。
细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构。在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。
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电镜下的细胞膜结构照片
在电子显微镜发明之前，科学家怎样确定细胞膜的存在？
请思考：
生活中的经验
你是否用筷子轻轻感觉到了鸡蛋完整的卵黄周围有一层看不见的膜？
在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展，用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破，如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。
此实验说明了什么？
请思考：
进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；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，却不能很快逸出细胞。
请思考：
伊红为什么不会逸出细胞？此实验又说明了什么？
细胞作为一个完整的系统，它有边界——细胞膜
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① 取材
细胞壁
植物细胞
动物细胞
原核细胞
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人口腔上皮细胞
人红细胞
① 取材
——实验成功的关键
肌肉细胞
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一、制备细胞膜
1、选材：






哺乳动物成熟的红细胞
原因：
①无细胞壁，细胞容易吸水涨破。
②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜；
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生理盐水
10%盐水
蒸馏水
（0.9%NaCl溶液）
2、 实验原理：细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入清水中，细胞由于吸水而涨破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。
3、 方法步骤
选材→________→观察→________→观察
制片　
滴清水　
增大　
内容物流出　
4、实验结果
取材是取哺乳动物的成熟红细胞，而不能取鸡血细胞，因为鸡血细胞含有细胞核及多种细胞器。
注意：
离心、过滤
获得较纯的细胞膜
如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后，还需要什么方法才能获得较纯的细胞膜？
提取红细胞
使红细胞吸水破裂
推论：细胞膜含有________ 成分。
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资料一
脂质
①1859年，E.Oerton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
②1897年，Crijins和Hedin用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关,且溶解度越大越容易通过.
细胞膜的成分是什么？
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
细胞膜的组成成分有脂质
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资料二
科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。

蛋白质
推论：细胞膜含有 成分。
资料③：几种膜的成分（质量分数%）
1、除了脂质和蛋白质，细胞膜的成分还有什么？
2、细胞膜功能的复杂程度与蛋白质的种类和数量有什么关系？
【资料分析】
提示：神经髓鞘的功能较简单，主要起绝缘作用，蛋白质只有3种。
成分 神经髓鞘 人红细胞 变形虫
蛋白质 22 49 54
脂质 77 43 42
糖类 1 8 4
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脂质50%:

蛋白质40%:

糖类2%-10%
二、细胞膜的成分
磷脂（主要）、胆固醇（动物细胞膜）
（糖类和脂质、蛋白质结合成糖脂、糖蛋白）
说明：
①不同细胞膜中，各种物质的含量是不同的。
②功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
与生活中的联系：
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。细胞癌变后，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。
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肿瘤医院检验报告单
细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。
火山爆发形成原始大气
我们普遍认为，生命起源于海洋。
在漫长的演化过程中，原始海洋中的有机物互相作用，最终形成生命。这其中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。正是它的出现，才将生命物质与外界环境分开，产生了原始细胞，使细胞成为了相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
功能1：将细胞与外界环境分隔开
玉米种子浸泡在红墨水中的染色情况
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体现了细胞膜的选择透过性
控制作用是相对的
营养物质
废物
分泌物
病菌、病毒
在腌制糖醋蒜时，醋酸是细胞不需要的小分子，蔗糖是细胞需要的大分子，但是为何可以吃到又甜又酸的糖醋蒜？
细胞被杀死变成了全透性
结论：细胞对物质的出入有选择性，气体、水、脂溶性等小分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子或小分子也可以通过，而不需要的离子，小分子和大分子则不能通过。
功能2：控制物质进出细胞
　 科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗？
拓展提升
活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色剂无法进入细胞内，所以活细胞不会被染色；当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。根据细胞是否被染色来细胞是否具有活力。
把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地在起作用。
想一想：海洋或河流湖泊中存在着很多不同生物种的精子和卵细胞，这些精子与卵细胞为什么没有发生相互结合？
为什么精子与精子之间不会相互结合？
靶细胞：接受信号的细胞
受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点
例如：精子和卵细胞的识别
功能3：进行细胞间的信息交流
（1）相邻两个细胞接触，信息从一个细胞传给另一个细胞。
（2）激素 靶细胞
内分泌细胞
分泌
激素
进入
体液
体液运输
靶细胞
受体
靶细胞
（3）相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。
进行细胞间的信息交流
是谁，隔开了原始海洋的动荡

是谁，奏鸣了生命的交响

是谁，为我日夜守边防

是谁，为我传信报安康。
啊，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何等模样！
与外界环境隔开
——控制物质进出
——进行细胞间信息交流
细胞膜诵
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三、细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开
2、控制物质进出细胞
3、进行细胞间的信息交流
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细胞膜
研究细胞膜的常用材料：
人或哺乳动物成熟红细胞
细胞膜成分
主要成分：
脂质和蛋白质，还有少量糖类
成分特点：
脂质中磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多，糖蛋白与细胞识别有关
细胞膜功能
将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定
控制物质出入细胞
进行细胞间信息交流
知识总结：
验证：具有活性的细胞膜能控制物质进出细胞。

材料用具：白色花瓣、红墨水、15%的盐酸、
清水和烧杯

实验步骤：
①
②
③
④

预期结果：
5.实验探究：
取2只烧杯，编号A、B，各加入等体积的盐酸和清水。
向两只烧杯中各加入等量的白色花瓣。
向两只烧杯中各加入2滴红墨水。摇匀。
静置一段时间，取出花瓣，观察现象。
A烧杯
B烧杯
白色花瓣
静置一段时间会看到什么现象？
实验现象：

实验结论：
A烧杯中的白色花瓣变为红色，B烧杯的不变。
具有活性的细胞膜能控制物质进出细胞。