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1、第第3章章 细胞的基本结构细胞的基本结构第第1节节 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界人教版必修人教版必修1本节聚集：本节聚集：1.1.细胞膜的主要成分是什么？细胞膜的主要成分是什么？2.2.怎样获得细胞膜？怎样获得细胞膜？3.3.细胞膜具有哪些功能？细胞膜具有哪些功能？在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐退化，并从细胞中排出，能的核逐渐退化，并从细胞中排出，能携带氧的血红蛋白腾出空间。人的细携带氧的血红蛋白腾出空间。人的细胞只能存活天左右胞只能存活天左右相关知识相关知识一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分思考思考：如何从混合液中分离出纯度较高如何从混合液中分离出
2、纯度较高的细胞膜？的细胞膜？细细胞胞破破裂裂后后细细胞胞内内物物质质流流出出，细细胞胞膜膜和和细细胞胞质质中中的的其其他他结结构构质质量量不不一一样样，可可以以采采用用不不同同转转速速离离心心的的方方法法将将细细胞胞膜膜与与其其他他物物质质分开，得到较纯的细胞膜。分开，得到较纯的细胞膜。一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分材料材料18591859年，欧文顿选用年，欧文顿选用500500多种化学物质对动物细胞多种化学物质对动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，不容易溶于脂质的质的物质，也容易穿过膜，反之，不容
3、易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。物质，也不容易穿过膜。你从以上实验能得出什么你从以上实验能得出什么结论结论？并？并说明理由。说明理由。动动脑筋动动脑筋细胞膜的组成成分中含有脂质细胞膜的组成成分中含有脂质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构图像你从以上实验中能得出什么结论？动动动动脑筋脑筋材料材料材料材料 科学家对细胞膜化学成分深层分析发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：蛋现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普
4、遍存在的白酶是生物体内普遍存在的只只对蛋白质对蛋白质分解起催化作用的物质）。分解起催化作用的物质）。猜想：细胞膜的组成成分中还含有其它物质细胞膜的组成成分中还含有其它物质细胞膜的组成成分中还含有蛋白质细胞膜的组成成分中还含有蛋白质细胞膜的主要成分脂脂质（磷脂最丰富）质（磷脂最丰富）大约占大约占50%蛋白质蛋白质 大约占大约占40%糖类糖类 大约占大约占2%10%作用作用:磷脂是构成细胞膜的重要成磷脂是构成细胞膜的重要成分分,决定细胞膜的形态决定细胞膜的形态作用作用:细胞膜功能的主要承担者细胞膜功能的主要承担者,决定细胞膜的功能决定细胞膜的功能作用作用:与膜上蛋白质或脂质结合与膜上蛋白质或脂质结
5、合成糖蛋白或糖脂成糖蛋白或糖脂 阅阅读读课课本本第第4141页页的的小小字字“与与生生活活的的联联系系”及及旁旁栏栏“肿肿瘤瘤医医院院检检验验报报告告单单”，学学习习查查看看血血液液检检验验报报告告单单中中与与细细胞胞膜膜成成分分改改变变有有关关的的物物质质的正常指标。的正常指标。用凉水洗青菜，水不变绿；煮青用凉水洗青菜，水不变绿；煮青菜汤，汤却是绿色的，这与细胞膜菜汤，汤却是绿色的，这与细胞膜的功能有何关系？的功能有何关系？光学显微镜下的动物细胞光学显微镜下的动物细胞气泡：里面只有空里面只有空气，所以比较气，所以比较光亮光亮，并且气泡并且气泡边缘的颜边缘的颜色较深色较深。细胞：细胞：含有细胞
6、质、细胞含有细胞质、细胞核等复杂结构，比气泡颜核等复杂结构，比气泡颜色色暗淡暗淡。科学家在电子显微镜诞生之后，用它科学家在电子显微镜诞生之后，用它清晰地观察到了细胞膜；但在此之前，已清晰地观察到了细胞膜；但在此之前，已经能够确定细胞膜的存在了。展开你的想经能够确定细胞膜的存在了。展开你的想象，尽量多的提出在光学显微镜下可以证象，尽量多的提出在光学显微镜下可以证明细胞膜存在的方法。明细胞膜存在的方法。F用用显微注射器显微注射器将伊红（一种红色的染料将伊红（一种红色的染料）注入草履虫内，伊）注入草履虫内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞探测手段探测
7、手段 依据的实验事实主要有：进入活细胞的依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有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；在扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，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；如果细胞内，细胞表面有一层结构被刺
8、破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。刚才我们讨论后知道，科学家用显微刚才我们讨论后知道，科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。却不能逸出细胞。伊红为什么不会逸出细胞？伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？此实验说明了什么？动动脑筋细胞作为一个完整的系统，它有边界细胞作为一个完整的系统，它有边界瑞瑞典典皇皇家家科科学学院院将将20032003年年度度诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖授授予予两两名名研研究究细细胞胞膜膜的的美美国国科科学学家家彼
9、彼得得阿阿格格里里（Peter Peter AgreAgre）和和罗罗德德里里克克麦麦克克金金农农（Roderick Roderick MacKinnonMacKinnon），以以表表彰彰两两人人在在细细胞胞膜膜通通道道研研究究领领域域所所取取得得的的卓卓越越成成绩绩。瑞瑞典典皇皇家家科科学学院院表表示示，两两人人在在人人类类细细胞胞盐盐、水水运运输输方方面面的的发发现现对于对于“理解许多疾病至关重要理解许多疾病至关重要”。瑞典皇家科学院的评价是，瑞典皇家科学院的评价是，“这一决定这一决定性发现为整个水通道的生物化学、生理性发现为整个水通道的生物化学、生理学和遗传学研究打开了大门。学和遗传学研
10、究打开了大门。”阿格里阿格里和麦克金农将分享价值和麦克金农将分享价值130万美元的奖金万美元的奖金。科学成就科学成就请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由胞，并说明理由哺乳动物成哺乳动物成熟的红细胞熟的红细胞高等动物细胞高等动物细胞高等植物细胞高等植物细胞细菌细菌二、制备细胞膜为什么要用为什么要用哺乳动哺乳动物成熟红细胞物成熟红细胞作材作材料研究膜的组成料研究膜的组成?哺乳动物成熟的红哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核细胞内没有细胞核和其它众多的细胞和其它众多的细胞器，可以避免细胞器，可以避免细胞膜与其它膜结构混膜与其它膜结构混在一起。在一起。等渗
11、状态等渗状态等渗状态等渗状态正常形态的红细胞正常形态的红细胞吸水吸水后胀破的红细胞后胀破的红细胞实验原理实验原理：哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破等渗状态等渗状态等渗状态等渗状态低渗状态低渗状态低渗状态低渗状态高渗状态高渗状态高渗状态高渗状态体验制备细胞膜的方法体验制备细胞膜的方法目的要求：体验用目的要求：体验用哺乳动物红细胞哺乳动物红细胞制备细胞膜的方制备细胞膜的方法和过程。法和过程。材料用具：猪的新鲜的红细胞稀释液、蒸馏水、滴材料用具：猪的新鲜的红细胞稀释液、蒸馏水、滴 管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜方法步骤：制临时装片、先低倍
12、镜后高倍镜观察方法步骤：制临时装片、先低倍镜后高倍镜观察当将红细胞放在清水中细胞会当将红细胞放在清水中细胞会 吸水胀破吸水胀破再用再用差速离心法差速离心法就可得到较纯的细胞膜就可得到较纯的细胞膜制备细胞膜的过程制备细胞膜的过程 与外界环境分隔与外界环境分隔控制物质运输控制物质运输识别信号识别信号细胞通讯细胞通讯信息信息交流交流三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开原始地球环境膜膜的的出现是生命出现是生命起源过程中至关起源过程中至关重要的阶段。重要的阶段。三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞2.2.控制物质进出细胞控制物质
13、进出细胞营养物质营养物质废物废物分泌物分泌物病菌、病毒病菌、病毒控制的相对性控制的相对性-有选择地允许物质进出细胞。有选择地允许物质进出细胞。三、细胞膜的功能三、细胞膜的功能3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流通过细胞分泌的化学物质通过细胞分泌的化学物质(如激素如激素)建立的细胞交流建立的细胞交流细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的细胞的细胞膜表面的受体受体结合，将信息传递给靶细胞。结合，将信息传递给靶细胞。易发出信号的细胞发出信号的细胞 靶细胞靶细胞 与与膜膜结合的结合的 信号分子信号分子 相邻
14、两个细胞的细胞膜接触，信息从一相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如：精子和卵个细胞传递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合细胞的识别和结合相邻两个细胞相邻两个细胞之间形成通道，之间形成通道，携带信息的物携带信息的物质通过通道进质通过通道进入另一个细胞。入另一个细胞。例如，高等植例如，高等植物细胞之间通物细胞之间通过过胞间连丝胞间连丝相相互连接，也有互连接，也有信息交流的作信息交流的作用用胞间连丝切片（黑枣）胞间连丝切片（黑枣）1 1、在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基、在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是本元素是 （）A.CA.C、H H
15、、O B.CO B.C、H H、O O、P P C.C C.C、H H、O O、N D.CN D.C、H H、O O、N N、P P课堂训练课堂训练2.2.构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是（构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是（）A A、蛋白质和磷酸蛋白质和磷酸 B B、蛋白质和脂肪蛋白质和脂肪 C C、氨基酸和磷脂氨基酸和磷脂 D D、蛋白质和磷脂蛋白质和磷脂3.3.动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大，其主要动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中原因是构成细胞膜的成分中 A A、脂质不同、脂质不同 B B、磷脂不同、磷脂不同 C C、蛋白质不同、蛋白质
16、不同 D D、水不同、水不同4.4.下列有关细胞膜功能的叙述中下列有关细胞膜功能的叙述中,错误的是错误的是()()A.A.将将细胞与外界环境隔开细胞与外界环境隔开 B.B.控制物质进出细胞控制物质进出细胞 C.C.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流 D.D.可以为生命活动提供能量可以为生命活动提供能量5.5.高等植物细胞之间的信息交流高等植物细胞之间的信息交流 主要通过的途径主要通过的途径是是()()A.A.胞隙连接胞隙连接 B.B.吞噬吞噬 C.C.内吞内吞 D.D.胞间连丝胞间连丝7.7.生物膜上信息交流的受体大多是属于下列哪类物质生物膜上信息交流的受体大多是属于下列哪类物质()A.A.脂质类脂质类 B.B.蛋白质类蛋白质类 C.C.核酸类核酸类 D.D.纤维素类纤维素类6.6.下列关于人体成熟红细胞的叙述中下列关于人体成熟红细胞的叙述中,不正确的是不正确的是()A.A.细胞中没有染色体细胞中没有染色体 B.B.细胞中没有细胞中没有DNADNAC.C.细胞中没有细胞核细胞中没有细胞核 D.D.细胞中含有线粒体和内质网细胞中含有线粒体和内质网