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第二节 细胞的类型和结构,细胞膜和细胞壁,我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧！ 翟中和院士,细胞壁,细胞膜,叶绿体,液 泡,细胞质,植物细胞的显微结构,细胞膜,细胞质,细胞核,线粒体,动物细胞的显微结构,细胞核,细胞膜,厚度约为710-6mm110-5mm,1、实验材料：哺乳动物成熟的红细胞,优点：没有细胞核和众多的细胞器，可以排除其他生物膜的干扰,探究一：获得纯净的细胞膜，选择以下哪个材料更合适呢？为什么？,一、制备细胞膜,探究二：获得细胞膜的方法,2、原理：,正常形态（等渗） 吸水后膨胀（低渗） 失水后变得扁平（高渗）,红细胞渗透吸水涨破,讨 论,红细胞吸水破裂后，有什么办法把细胞膜和其他细胞物质分离？,用离心分离的办法分开细胞膜和其他物质,3、制备步骤：提取红细胞 使红细胞吸水涨破 离心分离提纯（纯净的细胞膜在生物学上被称为“血影” 。）,红细胞内有什么物质？红细胞胀破后，溶液中的就是细胞膜了吗？,如果给你以下材料：植物叶片、猪肝、哺乳动物的血液,你会选择哪种材料制备细胞膜？为什么？根据什么原理来做呢？,经过特殊处理,造成红细胞破裂出现溶血现象,再将溶出细胞外的物质冲洗掉,剩下的结构就是比较纯净的细胞膜,这在生物学上被称为“血影”。,选材原因：人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器。,原理：吸水胀破,二、细胞膜的成分和结构,问题：构成细胞的化合物中，细胞膜主要由哪些化学成分组成？,科学史料分析： 从以上资料中你可得知细胞膜中含有什么成分？依据？,结论：细胞膜的组成成分中含有脂质,实验一：1895年，欧文顿(E.Overton)在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。,材料分析,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）。,你从以上实验中能得出什么结论？,结论：细胞膜的成分中还有蛋白质,1、细胞膜的成分,脂质 50% (主要是磷脂),蛋白质 40%,糖类 2% 10%,细胞膜的主要成分,磷脂,蛋白质,糖蛋白,资料一：,磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,思考,假如我们能将一个磷脂分子放在水面上，将会出现怎样的现象呢 （ ）,A B C D,D,?,科学史料分析:,实验二：1925年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层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。,由此实验，你能推测出什么结论？,问题：细胞的内部和外部都是水溶液，细胞膜中的双层磷脂分子应该怎样排布才能稳定地存在于水体中？,水,水,水,2. 基本骨架: 磷脂双分子层 (排布特点头朝两侧尾相对),问题:磷脂双分子层和蛋白质分子怎样组合?蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？,实验三：1959年，罗伯特森利用电镜，看到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。,小资料(关于电镜成像) 电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。,提出静止三明治模型观点： 蛋白质脂质蛋白质,问题:磷脂双分子层和蛋白质分子怎样组合?蛋白质位于细胞膜的什么位置？是怎样分布的？,实验三：1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，大胆提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质的三层结构构成，看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。描述为静态的统一结构。,覆盖在磷脂双分子层的两侧,嵌插在磷脂双分子层中,贯穿整个磷脂双分子层,3. 蛋白质分子的分布,外,内,4. 糖蛋白分布在细胞膜的外侧,资料二： 新技术运用发现膜蛋白并不是全部在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。,经研究发现，动物细胞表面糖蛋白的识别作用，好比是细胞与细胞之间，或者细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。,资料三：糖蛋白的作用,1、保护和润滑作用 如：消化道和呼吸道上皮细胞的糖蛋白 2、细胞识别作用 如：精子细胞和卵细胞间识别 3.免疫反应、信息传递、血型决定等,问题:构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是否静止、固定不动?,科学史料分析: 人细胞和鼠细胞的融合,思考:,该实验反映了细胞膜有什么特点？,5. 细胞膜的结构特点: 具有一定的流动性,磷脂分子和蛋白质分子大多数可以运动,（1）实验结果说明细胞膜具有 ，这是因为 。 （2）若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0条件下保持40min，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明 。,实验分析,一定的流动性,细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的。,膜的流动性受温度的影响,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、磷脂双分子层构成膜的基本支架。 （头朝两侧尾相对）,2、蛋白质分子有的排布在磷脂双分子层的两侧；有的嵌插在磷脂双分子层中；有的贯穿整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性）,流动镶嵌模型的基本内容,3、磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的，因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,细胞膜具有流动性，必然体现在膜的形状变化或其上分子的运动。,学习延伸,根据已有的生物知识或生活经验，寻找可以证明细胞膜具有流动性的证据。,探究思路,白细胞吞噬细菌的过程; 变形虫的伪足运动现象; 受精时细胞的融合过程; 动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程； ,磷脂双分子层,蛋白质分子,运动的,流动,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！,诗欣赏：,问题：细胞膜具有哪些功能？,三. 功能: 保护作用 有选择性地控制物质交换 附着多种酶，与活细胞的各种代谢活动有关 糖蛋白可提供细胞识别位点，完成细胞间的信息交流,细胞膜的功能特性： 选择透过性,精子、卵细胞的相互识别,高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,资料四：细胞间信息交流的方式,问题：细胞膜是动物细胞和植物细胞都有的结构，植物体为何能维持一定的形态，并且具有一定的弹性和硬度，这与植物特有的哪一结构相关？,四、植物细胞的细胞壁,1. 成分: 主要是纤维素和果胶 2. 功能: 支持、保护; 维持植物细胞的形态,3. 原核细胞的细胞壁：主要成分是肽聚糖,练习,1. 构成细胞膜的化学元素主要有（ ） A：C、O ： 、H、N ：、H、P ：、H、N、 2. 细胞膜上与细胞的识别、免疫反应等有着密切关 系的化学物质是 ( ) A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸,D,A,3.白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是（ ） A.主动运输 B.协助扩散 C.细胞膜的选择性 D.细胞膜的流动性,D,讨论分析：食醋中的醋酸分子是活细胞不能选择吸收的物质，蔗糖是不能透过膜的大分子物质。可是用食醋和糖可将鲜蒜腌制成又甜又酸的糖醋大蒜，为什么？,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家Peter Agre和Roderick MacKinnon。,人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微。,谢谢!,实验二：1925年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层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。,实验一：1885年，奥弗顿(E.Overton)在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。,细胞膜结构的发现史,实验一膜是由脂质组成的。 实验二细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。,单层磷脂分子,构建模型,双层磷脂分子,磷脂,蛋白质,细胞膜的化学组成成分：,化学成分： 蛋白质49% 脂质43% 糖类8%.,蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。,实验二：1925年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层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。,实验三：1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，大胆提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质的三层结构构成，看到的中国的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。描述为静态的统一结构。,实验一：1885年，奥弗顿在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。,细胞膜结构的发现史,实验一膜是由脂质组成的。 实验二细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。,荧光标记,激光处理,资料四： 新技术运用发现膜蛋白并不是全部在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。,实验五：荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图,资料五：,荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图,人细胞,小鼠细胞,细胞 融合,杂交细胞,红色荧光染料标记的膜蛋白,绿色荧光染料标记的膜蛋白,(流动镶嵌模型),细胞膜的分子结构：,基本骨架：,蛋白质分子,磷脂双分子层,有的排布在磷脂双分子层的两侧，即镶在膜的表层,部分嵌插或贯穿在整个磷脂双分子层中,磷脂分子层是轻油般的流体，大多数蛋白质分子也是可以运动的。,细胞膜具有一定的流动性,变形虫正在吞噬一个草履虫,经研究发现，动物细胞表面糖蛋白的识别作用，好比是细胞与细胞之间，或者细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。,糖蛋白的作用,1、保护和润滑作用 如：消化道和呼吸道上皮细胞的糖蛋白 2、细胞识别作用 如：精子细胞和卵细胞间识别 3.免疫反应、信息传递、血型决定等,细胞膜的功能,控制物质交换,保护作用,由于细胞膜的存在，使细胞既是一个“封闭”的系统，又是一个“开放”的系统。,细胞通过细胞膜有选择地从周围环境中获取养料，排出代谢废物。,细胞膜将每个细胞与周围环境隔离开，维持了细胞自身的相对稳定。,信息交流,细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能相关。,其它功能：维持细胞内环境稳定、分泌、吸收、识别、免疫等。,精子和卵细胞之间的识别和结合,随堂闯关,1.绿藻和枯草肠杆菌的最明显的区别是（ ） A.有无细胞壁 B.有无核糖体 C.有无染色体 D.有无典型的细胞核,D,2.细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递和 血型决定有着密切关系的化学物质是（ ） A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸,A,3.白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的 是（ ） A.主动运输 B.协助扩散 C.细胞膜的选择性 D.细胞膜的流动性,D,讨论分析：食醋中的醋酸分子是活细胞不能选择吸收的物质，蔗糖是不能透过膜的大分子物质。可是用食醋和糖可将鲜蒜腌制成又甜又酸的糖醋大蒜，为什么？,总 结,细胞膜的结构 主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。 特点：具有一定的流动性。 细胞膜的功能 保护细胞，维持着相对稳定的细胞内部环境。 物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等。 特性：具有选择透过性。,细胞壁,1化学本质,纤维素和果胶用纤维素酶和果胶酶可以去掉植物细胞的细胞壁,用15%的盐酸处理，可使细胞分离（解离）,3功能： 维持植物细胞的正常形态，有支持和保护的作用,2特性： 细胞壁是全透性 的,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家Peter Agre和Roderick MacKinnon。,人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微。,谢谢!,
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