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    苏教版2019高一生物必修一2.2.1 细胞的结构和生命活动——细胞质膜(课件)
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    高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位优质课件ppt

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    这是一份高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 细胞——生命活动的基本单位优质课件ppt,共48页。PPT课件主要包含了课标内容,细胞质膜的成分和结构,细胞质膜的功能,接触传递等内容,欢迎下载使用。

    概述细胞都由细胞质膜包裹,细胞质膜将细胞与周围环境分隔开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。
    科学家用显微镜注射器将一种叫作伊红 的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。
    细胞质膜的结构的发现历程
    细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢?
    1674年,列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的200多年里,人们观察了更多类型的细胞,但却一直未能直接观察到质膜的存在,直到20世纪50年代末期,伦敦大学的罗伯特森(J.Rbertsn)才在电子显微镜下观察到质膜的结构(图3-2)。人类对质膜的认识经历了哪些阶段?
    [资料1] 1895年,英国生物学家欧文顿(E.Overtn)利用多种化学物质对植物根毛细胞的透性进行实验,发现脂溶性物质比水溶性物质更容易透过质膜进入组胞中。
    科学家为了研究质膜的结构,设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质赏的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。
    后来,科学家为了弄清楚质膜中的脂质成分的类型,利用卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料,利用哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞质膜,进行化学分析,得知组成细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。
    为什么哺乳动物的红细胞,通过一定的方法能制备出纯净的细胞质膜?
    哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,没有其他膜的干扰,能够获得纯净的细胞质膜;
    [资料2] 1917年,美国化学家朗缪尔(I.Langmuir)将磷脂溶于苯中,并与水混合,当苯挥发完以后,磷脂分子在水面上分布散乱,经过推挤,磷脂分子排列成了单层,而且其磷酸基团的极性头部浸入水中,疏水端浮于水面。
    结合细胞内外环境,哪一种磷脂排列方式更可能存在于细胞质膜中?
    [资料3] 1925年,荷兰生物学家戈特(E.Grter)和格伦德尔(F.Grendel)用丙酮从人的红细胞中提取脂质,利用朗缪尔的方法,在空气-水界面上将其铺展成单分子层,测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。由此他们推断:细胞质膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
    阅读下列材料,并完成下列问题。
    材料1 20世纪初,利用哺乳动物成熟的红细胞制备出细胞质膜,进行化学分析,得知组成细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。磷脂分子的结构:磷脂的一端为亲水的头部,另一端为疏水的尾部,多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
    结合磷脂分子的结构特点推测:(1)磷脂分子在水—空气界面的正确排布方式是____。
    (2)磷脂分子在水环境中的正确排布方式是____ (填“A”或“B”)。
    材料2 1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究细胞质膜的张力,发现细胞质膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。人们发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。(3)推测:细胞质膜除含脂质分子外,可能还附有________。(4)结合所学知识,验证细胞质膜中含有蛋白质:在制得的细胞质膜样液中加入________试剂鉴定,如果产生______反应,即可证明细胞质膜成分中含有蛋白质。【小结】 细胞质膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外,还有少量糖类。
    [资料4] 20世纪40年代,曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗,磷脂分子显得光亮。1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞质膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。他把细胞质膜描述为静态的统一结构。
    推测:所有细胞质膜都由“蛋白质-磷脂-蛋白质”三层构成的“单位膜模型”
    [资料5] 1970年,科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。这一实验以及相关的其他实验证据表明,细胞质膜具有流动性。
    1972年辛格(S. J. Singer)和尼科尔森(G. Niclsn)总结前人的研究成果,并且在新的观察和实验证据的基础上,提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型,为多数人所接受。
    材料3 人、鼠细胞融合实验
    (5)方法:______________。(6)现象:①刚融合时,融合细胞的一半发_________,另一半发_________。②37 ℃下经过40 min后,两种颜色的荧光_________,若适当降低温度,膜蛋白最终均匀分布的时间会______ (填“缩短”或“延长”)。(7)试结合人、鼠细胞融合实验说明细胞质膜的流动性。提示:人、鼠细胞融合成一个细胞,首先说明磷脂分子可以流动。最终红色和绿色荧光在整个细胞质膜中均匀分布,说明细胞质膜上的蛋白质也是可以运动的。
    观察细胞质膜的结构,分析主要成分有哪些?
    细胞质膜的流动镶嵌模型
    1.细胞质膜的主要成分:脂质和蛋白质
    观察细胞质膜的结构,分析细胞质膜的基本支架是什么?
    2.细胞质膜的基本支架是:磷脂双分子层
    蛋白质分子是如何分布在其中?
    3.蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。分布特点:不均匀,不对称
    糖分子聚合形成的糖链,分布在何处?
    4. 糖类分子聚合成的糖链,能分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,这些糖类分子被称为糖被,分布在细胞质膜的外表面,在细胞之间的信息交流中具有重要的作用。
    细胞质膜的流动性的原因及意义
    5. 细胞质膜具有一定的流动性的具体表现(具有流动性的原因): 构成膜的磷脂分子可以自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动;6.细胞质膜流动性的意义:对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的;
    质膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统。
    细胞质膜将生命物质与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定。
    1.将每个细胞与周围环境分隔开,维持细胞内部环境的相对稳定
    不需要、有害的物质(如细菌、病毒等)_____________
    2、控制细胞与周围环境的物质交换
    细胞质膜的控制作用是相对的
    营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等)
    废物(CO2、尿素等)
    3、进行细胞之间的信息交流
    在多细胞生物体内的众多细胞不是孤立存在的,而是通过各种方式进行信息交流,相互协调,共同维持生物体的生命活动。
    功能越复杂的细胞,其细胞质膜上蛋白质的种类和数量往往越多。
    化学信号传导(如激素)
    分泌的激素(信号分子)
    与靶细胞膜上的受体结合,将信息传递给靶细胞
    细胞间远距离传递信息示意图
    靶细胞:接受信号分子的细胞受体:靶细胞膜上与信号分子特异性结合的位点,一般为糖蛋白
    相邻细胞间传递信息示意图
    例如:精子和卵细胞之间的识别和结合
    某些植物中,相邻细胞间可通过胞间连丝传递信息
    1、成分:2、功能:3、特性:
    维持细胞形态,保护细胞内部结构
    细胞壁是全透性的,无生物活性
    例1 下列对细胞质膜成分的叙述,错误的是( )A.细胞质膜的主要成分是蛋白质和脂质B.细胞质膜中的脂质主要是磷脂D.细胞质膜中蛋白质的种类和数量决定细胞质膜功能的复杂程度
    C.细胞质膜上的糖类很少,所以其作用不重要
    例2 下列有关生物膜结构探索历程的叙述,错误的是(  )A.“空气—水界面”实验表明脂质在细胞质膜中排列为连续的两层C.人细胞和鼠细胞的融合实验运用了荧光标记法D.流动镶嵌模型认为,构成细胞质膜的磷脂和大多数蛋白质可以运动
    B.在电镜下能看到细胞质膜清晰的“明—暗—明”三条带
    下图表示人类在探索细胞质膜的成分与结构的历程中所经历的几件大事。
    目前,细胞质膜的流动镶嵌模型已被大多数人所接受,右图就是流动镶嵌模型的示意图。
    (1)图中[⑥]________ 的基本组成单位是________。构成细胞质膜基本支架的是[④]______________ 。(2)与细胞质膜的识别功能有关的结构是[③]________ 和[①]糖脂。(3)位于细胞质膜外侧的是A(填“A”或“B”),判断的依据是____________和糖脂。(4)细胞中的其他生物膜均有与此相似的结构,但执行的具体功能却有很大区别,其主要原因是什么?提示:在于膜结构中的蛋白质的种类和数量不同。
    1.细胞质膜的流动镶嵌模型(1)细胞质膜中的脂质除磷脂外,还有一些糖脂和胆固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞质膜的外侧。(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的,而是呈不对称性分布。
    2.巧判细胞质膜的内侧与外侧(1)依据:细胞质膜中的糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,糖蛋白或糖脂绝大多数分布于细胞质膜外侧。(2)方法:有糖蛋白或糖脂的一侧为细胞质膜的外侧,另一侧为细胞质膜的内侧。
    例3 如图为生物膜流动镶嵌模型的模式图。下列有关叙述正确的是(  )A.若该生物膜表示动物细胞质膜,则其脂质成分就是图中的a(磷脂)B.若该生物膜表示细胞质膜,则在其结构上存在双层膜C.若该生物膜表示人体某组织细胞的细胞质膜,则a种类的多样性决定了膜功能的多样性
    D.若该生物膜表示人体消化道上皮细胞的细胞质膜,则b与细胞的表面识别和信息交流有关
    1.动物细胞的系统边界是细胞质膜,植物细胞的系统边界是细胞壁。( )2.细胞间的信息交流都是通过细胞质膜的直接接触来完成的。( )3.提取鸡红细胞的脂质在空气—水界面上铺成单层,测得单层分子的面积是其红细胞表面积的两倍。( )
    4.蛋白质分子构成细胞质膜的基本支架。( )5.功能越复杂的细胞质膜,磷脂含量就越高。( )
    1.从细胞质膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色反应;若加入斐林试剂并加热,出现砖红色沉淀。该成分是(  )A.糖脂 B.磷脂 D.脂蛋白
    2.下列说法与细胞质膜发现史不一致的是(  )A.欧文顿在实验基础上提出,细胞质膜是由脂质组成的B.戈特和格伦德尔用丙酮从红细胞中提取细胞质膜,结果脂质在水面上铺展成单分子层,测得其面积约为红细胞表面积的2倍。他们由此推出:脂质呈双分子层排布D.科学家用不同荧光素标记人细胞和鼠细胞并进行融合,证明了细胞质膜的流动性
    C.罗伯特森在电镜下看到了细胞质膜清晰的“明—暗—明”的三层结构,确认细胞质膜为脂质双分子层的“单位膜模型”
    3.研究发现,内皮素在皮肤中分布不均是形成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤,可以和黑色素细胞质膜上的受体结合,使内皮素失去作用,这为美容研究机构带来了福音。上述材料体现了细胞质膜的哪项功能(  )A.细胞质膜中的蛋白质含量越高,功能越复杂B.控制物质进出细胞D.将细胞与外界环境分开
    C.细胞质膜具有信息交流的功能
    4.(多选)下列关于细胞质膜和细胞壁的叙述,正确的是(  )A.植物细胞壁的主要化学成分是纤维素和蛋白质B.细胞间的信息交流大多与细胞核的结构和功能有关
    C.蛋白质在细胞质膜行使功能时起重要作用D.细菌和真菌细胞壁的成分不相同
    5.右图是人体肝脏细胞的细胞质膜的亚显微结构模式图,①~③表示物质。有关说法错误的是(  )
    D.将该细胞中的③这种物质全部提取出来,发现其单分子层面积等于该细胞质膜面积的两倍
    A.③在细胞质膜上都不是静止的B.②在细胞质膜上的分布是不均匀的C.①与细胞间的信息交流功能有密切关系
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