資源簡介

(共27張PPT)
第二章 細胞的結構和生命活動
第二節 細胞——生命活動的基本單位
（細胞質膜、細胞壁）
一、細胞質膜
材料1：
19世紀末，歐文頓在研究細胞對不同物質的透性時，發現脂溶性物質容易透過細胞質膜，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分困難。
結論：細胞質膜是由 組成。
脂質
（一）探究組成細胞質膜的成分
材料2:
20世紀初，科學家將細胞質膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發現細胞質膜不但會被脂質溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。
（注：蛋白酶只能分解蛋白質）
結論：組成細胞質膜的物質還包括
蛋白質
②蛋白質40%
①脂質50%
（主要是磷脂）
③糖類2-10%
主要成分
最好選擇哺乳動物成熟的紅細胞
①沒有細胞壁 ② 沒有細胞核 ③沒有細胞器
沒有其他膜結構的干擾
如何獲取細胞質膜呢？
哺乳動物成熟的紅細胞
高等動物細胞
高等植物細胞
1.選擇實驗材料
制備方法：
吸水脹破法以及差速離心法
正常形態
吸水后脹破
2.實驗方法
材料3:
1925年荷蘭科學家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞細胞質膜中提取到磷脂分子，在空氣—水界面上鋪成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
結論：細胞質膜上的磷脂分子 排列
雙層
（二）探究細胞質膜的結構
親水頭部
疏水尾部
磷脂的磷酸基團“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。
磷脂分子的結構特點
細胞質膜的基本支架：磷脂雙分子層
細胞質膜電鏡下照片
1959年羅伯特森在電鏡下發現細胞質膜顯示“暗—明—暗”三條帶，其 中，兩側的暗帶厚約 2 nm，推測為蛋白質；中間的明帶厚約 3.5 nm，推測為雙層脂分子。
據此，他確認細胞質膜為脂質雙分子層的“單位膜模型”
材料4:
三明治模型
冰凍蝕刻技術：將生物樣品在液氮溫度（-196℃）下冷凍，然后用冷刀將其斷裂。斷面通常沿著生物膜的脂質雙分子層之間形成。然后升溫經過處理后可以顯示斷面結構。
細胞質膜的冰凍蝕刻示意圖
材料5:
1.蛋白質的分布是否均勻、對稱？
2.請描述蛋白質在磷脂雙分子層的排布情況
蛋白質 、 、 在磷脂雙分子層中
鑲在
貫穿
嵌入
鑲在
嵌入
貫穿
變形蟲為什么會變形呢？
人鼠細胞融合實驗
1970年，科學家用發綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質分子，用發紅色熒光的染料標記人細胞表面的蛋白質分子，將小鼠細胞和人細胞融合。
熒光標記細胞
人細胞
誘導
融合
鼠細胞
40分鐘后
370C
融合初期
融合后期
細胞質膜的結構特點：流動性
細胞質膜的“流動鑲嵌模型”
1.細胞質膜的基本支架：磷脂雙分子層
2.蛋白質排布方式：鑲在、嵌入、貫穿的方式與磷脂雙分子層相結合
3.糖鏈（糖蛋白、糖脂）：分布在細胞質膜的外表面，參與細胞信息交流
細胞質膜流動性的原因？
（三）探究細胞質膜的功能
功能1：細胞質膜能將每個細胞與周圍環境分隔開，維持著
細胞內部環境的相對穩定（保護、邊界）
科研上鑒別死細胞和活細胞，常用“染色排除法”。例如：用臺盼藍染色，死的動物細胞會被染成藍色，而活的動物細胞不著色，從而判斷細胞是否死亡。
原理：活細胞能夠控制物質進入細胞
功能2：細胞質膜控制著細胞與周圍環境的物質交換：細胞需要的營養物質通過細胞質膜從外界進入細胞；細胞內合成的激素、抗體以及細胞代謝產生的廢物等物質經細胞質膜運輸到細胞外
材料6：
科學家做過這樣的實驗：準備好含Ca2+、Mg2+、Si4+的培養液，將番茄和水稻分別放在上述培養液中培養。一段時間后，番茄培養液中的Ca2+、和Mg2+下降，水稻培養液中的Ca2+和Mg2+濃度增加。Si4+的情況剛好相反：水稻吸收大量的Si4+ ，而番茄幾乎不吸收Si4+ 。
細胞質膜的功能特點：選擇透過性
功能3：細胞之間的信息交流通常依靠細胞質膜上的蛋白質分子完成， 功能越復雜的細胞，細胞質膜上蛋白質的種類和數量往往越多
①相鄰細胞間傳遞信息：
相鄰細胞質膜相互接觸，信號分子與受體結合傳遞信息
②細胞間遠距離傳遞信息：
信號分子的傳遞需借助于體液，例如：一些激素可隨血液循環流向全身各處，通過與靶細胞質膜上或細胞內的受體結合，作用于靶細胞
③植物相鄰細胞間的信息傳遞：
在某些植物中，相鄰細胞之間可通過胞間連絲傳遞信息
1.存在部位：
2.組成成分：
3.功能：
植物細胞壁具有維持細胞形態、 保護細胞內部結構等作用。
堅韌的細胞壁能 使植株抵抗重力，并在空中挺立。
二、細胞壁
植物細胞最外層
多糖（纖維素、果膠）
為什么細胞質膜是細胞的邊界？
低等真菌的細胞壁成分以纖維素為主
酵母菌以葡聚糖為主
高等陸生真菌以幾丁質為主。
細菌：肽聚糖、磷壁酸、脂質和蛋白質
真菌：多糖、少量的蛋白質和脂質
植物：多糖（纖維素、果膠）
細胞壁主要成分
①變形蟲伸出偽足 ②精子和卵細胞的融合 ③白細胞吞噬異物
一層
細胞質膜上蛋白質的種類和數量
糖鏈（糖脂、糖蛋白）位于細胞質膜的外側
思考：
1.細胞質膜是幾層膜？
2.如何區分細胞質膜的內側和外側？
3.細胞質膜功能不同取決于何種因素？
4.細胞質膜流動性的事例
回顧：細胞質膜結構的探索歷程
時間 科學實驗 結論
1895 測驗500多種物質后發現脂質更易通過細胞膜 膜由脂質組成
1925 細胞質膜中提取的脂質鋪成的單層分子面積是膜面積的2倍 膜中的脂質有兩層
1959 在電鏡下看到細胞質膜的“暗亮暗” 三層結構 “蛋白質-脂質-蛋白質” 結構
20世紀60年代 冰凍蝕刻觀察到蛋白質在磷脂分子中的排布狀況 蛋白質可鑲嵌、可貫穿，分布不均勻
1970 熒光標記人和小鼠的膜蛋白，并進行細胞融合試驗 組成膜的分子具有流動性
1972年，桑格和尼克森提出“流動鑲嵌模型” ...... 不斷發現，不斷質疑，不斷完善
總結
膜物質
膜結構
膜功能
脂質（磷脂）
蛋白質
糖類
構成膜支架
鑲、嵌、貫穿
主要成分
分布在膜外側
糖蛋白
1.細胞的邊界
2.控制物質進出
3.細胞識別和信息交流
組成
決定

展開更多......

收起↑