第二节 细胞膜和细胞壁
1.概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容。
(难点)
2.通过教材活动,理解并说出细胞膜的选择透性。
(重点)
3.说出质膜组成成分的生理作用。(重点)
4.说出植物细胞壁的组成和生理作用。
一、细胞膜有选择透性(功能特点)
1.质膜:细胞膜又叫质膜。
2.透性:质膜有允许某种物质透过的特性,称为质膜对该物质的透性。
?
实验处理
甲组:将两粒泡胀的玉米种子,用刀片沿胚的中线纵向切开,用稀释20倍的红墨水染色,2min后洗去浮色观察
乙组:将两粒泡胀并煮熟的玉米种子,用同样的方法染色处理
实验现象
?
乙
(已煮熟)
甲
(未煮过)
胚染色深
胚染色浅
活动:验证活细胞吸收物质的选择性
纵切
?
这两组玉米籽粒的胚着色情况有什么不同?为何会有这样的不同?由此可得出什么结论?
提示:煮熟的玉米胚细胞已死亡,胚着色深,说明死细胞吸收物质不具有选择性;没有煮过的玉米胚着色浅,说明活细胞吸收物质具有选择性。该实验现象说明:活细胞吸收物质具有选择性。
二、质膜的结构模型
细胞膜的组成成分是什么呢?
科学家的足迹
——对细胞膜结构的探索历程
科学家在实验中发现:脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解,这一事实说明了什么?
提示:细胞膜含有脂质物质
人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质,称为蛋白酶。用蛋白酶处理细胞膜,会使细胞膜分解,这一事实说明了什么?
提示:细胞膜含有蛋白质
应用化学手段分析表明:
质膜的主要成分是脂质和蛋白质
组成质膜的脂质中磷脂含量最多
脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢?
磷脂分子结构
极性头部
(亲水)
(磷酸基团)
非极性尾部
(亲脂、疏水)(脂肪酸)
磷脂分子是一端亲脂而另一端亲水的两性分子。
磷脂分子
绘图活动:将磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层,磷脂分子的头尾部将如何排布?
空气
水
两位荷兰科学家用丙酮(一种有机溶剂,可以溶解脂质)从人的红细胞中提取脂质,在空气-水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
尝试画出细胞膜中磷脂分子的排布模型
A
B
C
D
2.脂双层中的两层并不是完全相同。
3.脂肪酸分子的尾部可以摇摆,使整个磷脂分子能发生侧向滑动,质膜具有一定的流动性。
4.“刚性”胆固醇使细胞膜变得“坚实”。
1.细胞在有水的环境中,脂双层会自发地形成。
这个脂双层叫做单位膜,指的是两层磷脂双分子层
“三明治”模型:
“蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图
蛋白质位于细胞膜的什么位置?是怎样分布的?
按照“三明治”模型,细胞膜的厚度至少有20nm,但实际上其厚度仅为7~8nm。
细胞膜的厚度仅为7~8nm
资料:罗伯特森的实验
标本用干冰等冰冻,后用冷刀断开,升温后暴露断裂面。
蛋白质镶在、嵌入、贯穿在脂双层中
蛋白质在膜中的分布是不对称的。
全部或部分镶嵌在膜中的蛋白质都称为膜蛋白,
冰冻蚀刻电子显微法
蛋白质在细胞膜中的位置是静止不动的吗?
人鼠细胞杂交实验
这个实验说明了什么?
细胞膜上的蛋白质分子可以运动。
材料六
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。
1、脂双层构成膜的基本支架。(其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部朝向内侧)
2、蛋白质分子有的整个贯穿膜中,有的部分插在膜中,有的露在膜外,有的整个露在膜表面.(体现了膜结构内外的不对称性)
流动镶嵌模型的基本内容
4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。(也体现了膜的流动性)
3、磷脂分子是可以运动的,具有流动性
膜中各种组分的作用
脂双层:控制细胞物质出入:____
膜蛋白:控制细胞物质出入:____
生物催化剂:____
细胞识别:____
质膜在______和______方面都有重要作用。
流动性
载体蛋白
酶
糖蛋白
细胞控制
细胞通讯
质膜内、外侧的成分存在一定的差别。质膜外侧分布有糖蛋白,可以此来判断质膜的内外侧,即糖蛋白分布的一侧为膜外,另一侧为膜内。
如何判断膜内和膜外?
成分:主要是纤维素。
功能:支持和保护。
特性:具有全透性,与细胞的选择透性无关。
三、细胞壁(植物和藻类)
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