细胞膜-系统的边界.ppt

河北黄骅中学 周延春 第一节第一节 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界 第三章第三章 细胞的基本结构细胞的基本结构 河北黄骅中学 周延春 你知道怎你知道怎样区分显样区分显微镜视野微镜视野中的气泡中的气泡与细胞吗与细胞吗？能看见细能看见细胞膜吗胞膜吗？河北黄骅中学 周延春 气泡是光亮的气泡是光亮的，里面只有空气里面只有空气。细胞是一个具有细胞细胞是一个具有细胞膜膜、细胞核和细胞质的复杂结构细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的而且是一个立体的结构结构。在显微镜下在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的观察到细胞与外界环境之间是有界限的。河北黄骅中学 周延春 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，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。展开你已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的想象，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。可以证明细胞膜存在的方法。河北黄骅中学 周延春 未受精的鸡蛋的蛋黄未受精的鸡蛋的蛋黄 就是一个卵细胞，细胞就是一个卵细胞，细胞 表面有一层膜覆盖，它表面有一层膜覆盖，它 就是卵细胞的细胞膜。就是卵细胞的细胞膜。河北黄骅中学 周延春 在光学显微镜下，用微针触碰细胞表面时，细胞表在光学显微镜下，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，有一层面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，有一层结构被刺破。结构被刺破。河北黄骅中学 周延春 变形虫体内注入伊红变形虫体内注入伊红,伊红很快扩散到整个伊红很快扩散到整个细胞细胞,却不能逸出细胞。却不能逸出细胞。河北黄骅中学 周延春 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？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 细胞的边界是细胞的边界是细胞膜细胞膜。河北黄骅中学 周延春 电镜下的细胞膜电镜下的细胞膜结构照片结构照片 河北黄骅中学 周延春 请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由细胞，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 一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分 河北黄骅中学 周延春 一、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?哺乳动物成熟哺乳动物成熟的红细胞内没有细的红细胞内没有细胞核和其它众多的胞核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细胞膜与其它膜结构混在一起。构混在一起。河北黄骅中学 周延春 在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的血红蛋白腾出空间。人的红细胞只能存活血红蛋白腾出空间。人的红细胞只能存活天左右天左右.相关知识相关知识 河北黄骅中学 周延春 等渗状态等渗状态 正常正常形态的红细胞形态的红细胞 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 河北黄骅中学 周延春 体验制备细胞膜的方法体验制备细胞膜的方法(1 1)材料的选择：材料的选择：哺乳动物哺乳动物成熟的成熟的红细胞红细胞 无细胞壁无细胞壁 无细胞核与众多的细胞器无细胞核与众多的细胞器 (2 2)实验原理实验原理:红细胞红细胞吸水涨破吸水涨破(3 3)方法步骤方法步骤:用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片一小滴在载玻片上，盖上盖玻片 制作装片：制作装片：低倍镜低倍镜高倍镜下观察细胞的正常形态高倍镜下观察细胞的正常形态 观察：观察：盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水,同时在另一同时在另一侧用吸水纸小心吸引（引流法）侧用吸水纸小心吸引（引流法）滴清水：滴清水：持续观察细胞的变化持续观察细胞的变化 观察：观察：细胞单个存在细胞单个存在 河北黄骅中学 周延春 吸水吸水 涨破涨破 思考思考：如何从混合液中分离出纯度较高的细如何从混合液中分离出纯度较高的细胞膜？胞膜？河北黄骅中学 周延春 细胞破裂后细胞内物质流出细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样胞质中的其他结构质量不一样，可以采用可以采用不同转速不同转速离心离心的方法将细胞膜与其他物质的方法将细胞膜与其他物质分开分开，得到较纯的细胞膜得到较纯的细胞膜。河北黄骅中学 周延春 如果该实验过程不是在载物台的载如果该实验过程不是在载物台的载玻片上操作，玻片上操作，而是在试管中进行而是在试管中进行，要想，要想获得较纯净的细胞膜，在红细胞破裂后，获得较纯净的细胞膜，在红细胞破裂后，还必须经过还必须经过离心，过滤离心，过滤才能成功。才能成功。血浆血浆 白细胞、血小板白细胞、血小板 红细胞红细胞 河北黄骅中学 周延春 科学家对细胞膜组成的科学家对细胞膜组成的 探索历程探索历程 一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分 河北黄骅中学 周延春 18591859年，欧文顿选用年，欧文顿选用500500多种化学物质对动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。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。你从以上实验能得出什么结论？你从以上实验能得出什么结论？并说明理由。并说明理由。材料材料1 河北黄骅中学 周延春 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 细胞膜细胞膜 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 河北黄骅中学 周延春 你从以上实验中能得出什么结论？你从以上实验中能得出什么结论？科学家对细胞膜化学成分深层分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：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）。质分解起催化作用的物质）。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 材料材料2 河北黄骅中学 周延春 思考：思考：细胞膜的样液能与双缩脲试剂生细胞膜的样液能与双缩脲试剂生成紫色反应吗？成紫色反应吗？河北黄骅中学 周延春 细胞膜的成分细胞膜的成分 脂质（磷脂最丰富）大约占脂质（磷脂最丰富）大约占50%50%蛋白质蛋白质 大约占大约占40%40%糖类糖类 大约占大约占2%2%10%10%一、细胞膜的成分一、细胞膜的成分 河北黄骅中学 周延春 0 05 5101015152020252530303535404045455050脂质脂质蛋白质蛋白质糖类糖类百分含量%百分含量%脂质（约50%）蛋白质（约40%）糖类（约2%-10%）河北黄骅中学 周延春 生物膜生物膜 蛋白质（质蛋白质（质量分数量分数%）脂类（质量脂类（质量分数分数%）糖类（质量分糖类（质量分数数%）人红细胞膜人红细胞膜 大鼠肝细胞膜大鼠肝细胞膜 内质网膜内质网膜 线粒体外膜线粒体外膜 线粒体内膜线粒体内膜 49 49 43 43 8 8 59 59 35 35 2.9 2.9 67 67 33 33 含量很少含量很少 52 52 48 48 含量很少含量很少 76 76 24 24 含量很少含量很少 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。越多。河北黄骅中学 周延春 阅读课本第阅读课本第4141页的小字页的小字“与生活的联系与生活的联系”及旁栏及旁栏“肿瘤医院检验报告单肿瘤医院检验报告单”，学习查看血液检验报学习查看血液检验报告单中与细胞膜成分改变有关的物质的正常指标告单中与细胞膜成分改变有关的物质的正常指标。与生活中的联系：癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分（特别是糖蛋白）的改变有关。河北黄骅中学 周延春 用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这与细胞膜菜汤，汤却是红色的，这与细胞膜的功能有何关系？的功能有何关系？河北黄骅中学 周延春 二、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 膜的出现是生膜的出现是生命起源过程中至关命起源过程中至关重要的阶段，它将重要的阶段，它将生命物质与外界环生命物质与外界环境分隔开，产生可境分隔开，产生可原始细胞，并成为原始细胞，并成为相对独立的系统。相对独立的系统。河北黄骅中学 周延春 2.控制物质进出细胞控制物质进出细胞 河北黄骅中学 周延春 迷你实验 材料用具：小烧杯（小烧杯（2个，编号个，编号A、B，分别装有，分别装有3粒玉米粒）、粒玉米粒）、镊子、解剖刀、放大镜、稀释镊子、解剖刀、放大镜、稀释20倍的红墨水、清水倍的红墨水、清水 河北黄骅中学 周延春 切：泡：洗：看：将将2组玉米粒用刀沿胚的中组玉米粒用刀沿胚的中线纵向切开，放回原烧杯线纵向切开，放回原烧杯 用稀释用稀释20倍的红墨水浸泡倍的红墨水浸泡2分钟分钟（以没过种子为宜（以没过种子为宜）倒去红墨水，用水冲洗数次，倒去红墨水，用水冲洗数次，直到冲洗液无色为止直到冲洗液无色为止 观察切面的颜色观察切面的颜色 迷你实验 胚的中线 实验步骤 切面的结构 胚 胚乳 河北黄骅中学 周延春 迷你实验 实验前实验前 未煮过的未煮过的 煮过的煮过的 实验现象 B组组 A组组 胚胚 胚乳胚乳 河北黄骅中学 周延春 营养物质营养物质 无用的、有无用的、有害的物质害的物质 细胞产生的分细胞产生的分泌物、废物泌物、废物 控制作用是控制作用是相对的相对的，例如：有些病毒、，例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。细菌也能侵入细胞，使生物体患病。河北黄骅中学 周延春 思考：有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱上的小洞又能让空气进出。你认为这各类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？合理之处：细胞膜与纱窗一样具有允许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。不妥：细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而纱窗是没有生命的，它只是被动的起作用。河北黄骅中学 周延春 科学家做过这样的实验：准备好含Ca2+、Mg2+、Si4+的培养液，将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后，番茄培养液中的Ca2+、和Mg2+下降，水稻培养液中的Ca2+、和Mg2+浓度增加。Si4+的情况刚好相反：水稻吸收大量的Si4+，而番茄几乎不吸收Si4+。这一切说明了什么？这一切说明了什么？细胞膜是一种选择透过性膜，能主动吸收所需要的物质。河北黄骅中学 周延春 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)建立建立的细胞交流的细胞交流 3.进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流 河北黄骅中学 周延春 易 发出信号的细胞发出信号的细胞 靶细胞靶细胞 与膜结合的与膜结合的 信号分子信号分子 相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传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：精子和卵细胞的识别和递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合结合 河北黄骅中学 周延春 相邻两个细胞之间形相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞。例如，高等植物细胞之间通过细胞之间通过胞间连丝胞间连丝相互连接，也有信息交相互连接，也有信息交流的作用流的作用 胞间连丝切片（黑枣）胞间连丝切片（黑枣）河北黄骅中学 周延春 思考：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染