二讲细胞的结构物质的1学习教案

1、会计学1二讲细胞二讲细胞(xbo)的结构物质的的结构物质的1第一页，共26页。考纲要求考纲要求(yoqi)：细胞膜的结构和功能细胞膜的结构和功能 物质物质(wzh)跨膜运输的方式跨膜运输的方式 细胞核的结构和功能细胞核的结构和功能 第1页/共25页第二页，共26页。线索线索(xin su)：化学成分：化学成分 结结构构 功能功能一、细胞膜一、细胞膜细胞膜成分、结构的探究细胞膜成分、结构的探究(tnji)历程历程1、欧文顿关于植物细胞、欧文顿关于植物细胞(xbo)通透性实通透性实验验 实验现象：实验现象： 实验结论：实验结论：相似相容相似相容2、科学家分离细胞膜，化学分析其成分、科学家分离细胞膜

2、，化学分析其成分 实验材料：实验材料： 分离方法：分离方法： 实验结论：实验结论：膜是由脂质组成的。膜是由脂质组成的。哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞将其放入蒸馏水中，使其吸水涨破，将其放入蒸馏水中，使其吸水涨破，通过离心获取较纯净的细胞膜通过离心获取较纯净的细胞膜膜的主要成分是脂质和蛋白质膜的主要成分是脂质和蛋白质渗透作用渗透作用原理原理组成细胞膜的脂质有哪些？组成细胞膜的脂质有哪些？第2页/共25页第三页，共26页。3、荷兰科学家的实验、荷兰科学家的实验 实验材料：实验材料： 取材的原因：取材的原因： 使用的试剂：使用的试剂： 实验过程：实验过程： 实验结果实验结果(ji gu)：

3、 实验结论：实验结论： 人的红细胞人的红细胞哺乳动物成熟哺乳动物成熟(chngsh)的红的红细胞无细胞核和众多细胞器细胞无细胞核和众多细胞器丙酮丙酮(bn tn)提取脂质，在空气提取脂质，在空气水界面上展水界面上展成单分子层成单分子层单分子层的面积恰为红细胞表面积的单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍倍细胞膜中的脂质排列为连续的两层细胞膜中的脂质排列为连续的两层思考：思考：若材料为鸡的红细胞，则实验结果会怎样？若材料为鸡的红细胞，则实验结果会怎样？ 还有什么材料会出现还有什么材料会出现“恰为恰为2倍倍”的结果？的结果？大于大于2倍倍细菌等原核细菌等原核细胞细胞相似相容相似相容第3页/共25页第

4、四页，共26页。4、罗伯特森在电镜下观察细胞膜、罗伯特森在电镜下观察细胞膜 现象现象(xinxing)： 结论：结论：暗暗亮亮暗三层结构暗三层结构(jigu)生物膜的结构生物膜的结构(jigu)都是：都是：蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质这一模型的这一模型的不足之处？不足之处？5、科学家运用新的技术手段发现、科学家运用新的技术手段发现 膜蛋白有的平铺在脂质的表面，有的镶嵌在脂膜蛋白有的平铺在脂质的表面，有的镶嵌在脂质双分子层中。质双分子层中。6、人、人鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验实验材料：实验材料：被标记的物质：被标记的物质：实验现象：实验现象：实验结论实验结论：小鼠细胞、人细胞小鼠细胞、人细

5、胞细胞膜上的蛋白质细胞膜上的蛋白质细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性常用的诱导方常用的诱导方法是什么？法是什么？该实验还有什么意义？该实验还有什么意义？第4页/共25页第五页，共26页。7、桑格、尼克森提出、桑格、尼克森提出(t ch)细胞膜的细胞膜的“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”基本内容：基本内容：基本骨架基本骨架磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子的分布蛋白质分子的分布镶在磷脂双分子层表面、镶在磷脂双分子层表面、 嵌于或贯穿嵌于或贯穿(gunchun)于双分子层于双分子层中中糖类的存在形式糖类的存在形式糖蛋白或糖脂，糖蛋白或糖脂， 存在于细胞膜的外表面存在于细胞膜的外表面细胞膜的结构特点细胞膜的

6、结构特点(tdin)是：具有一定的流动性是：具有一定的流动性 原因是：构成细胞膜的磷脂分子和原因是：构成细胞膜的磷脂分子和 大多数蛋白质分子是可以运动的。大多数蛋白质分子是可以运动的。请你举出说明细胞膜具有流动性的实例请你举出说明细胞膜具有流动性的实例影响细胞膜流动的主影响细胞膜流动的主要因素是什么？要因素是什么？第5页/共25页第六页，共26页。体现体现(txin)生物膜流动性的实例：生物膜流动性的实例：细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞胞吞吞)、分泌蛋白的分泌、分泌蛋白的分泌(胞吐胞吐)、温度改变时膜、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀失水皱

7、缩、的厚度改变、动物细胞吸水膨胀失水皱缩、细胞分裂等。细胞分裂等。第6页/共25页第七页，共26页。细胞膜的功能细胞膜的功能(gngnng)原理原理(yunl)？意？意义？义？1、将细胞与外界环境分隔开、将细胞与外界环境分隔开2、控制物质进出细胞、控制物质进出细胞3、进行细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流第7页/共25页第八页，共26页。误区修正：误区修正：物质跨膜运输物质跨膜运输(ynsh)的方式与物质进出细的方式与物质进出细胞的方式相同胞的方式相同物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式被动运输被动运输主动运输主动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散物质进出细胞的方式物质进出细胞的方式物质

8、跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式胞吞、胞吐胞吞、胞吐两种方式在通透两种方式在通透膜的层数上有什膜的层数上有什么不同么不同？第8页/共25页第九页，共26页。物质跨膜运物质跨膜运输的方式输的方式被动运输被动运输 主动运输主动运输 自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散 运输方向运输方向 高浓度高浓度低浓度低浓度 高浓度高浓度低浓度低浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 是否需要载体是否需要载体不需要不需要需要需要需要需要是否消耗是否消耗ATPATP不消耗不消耗 不消耗不消耗 消耗消耗 图图 例例 实实 例例O2、CO2、 H2O、甘油、甘油、乙醇、苯等乙醇、苯等出入细胞出入细胞 红细胞吸收葡萄红细胞吸收

9、葡萄糖糖 小肠吸收葡萄小肠吸收葡萄糖、氨基酸、糖、氨基酸、无机盐等无机盐等 影响跨膜运输影响跨膜运输(ynsh)的因素的因素有哪些？有哪些？第9页/共25页第十页，共26页。物质跨膜运物质跨膜运输的方式输的方式被动运输被动运输 主动运输主动运输 自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散 运输方向运输方向 高浓度高浓度低浓度低浓度 高浓度高浓度低浓度低浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 是否需要载体是否需要载体不需要不需要需要需要需要需要是否消耗是否消耗ATPATP不消耗不消耗 不消耗不消耗 消耗消耗 图图 例例 实实 例例很小分子（很小分子（O2、CO2、 H2O、）、）脂类、脂溶（甘脂类、脂溶（甘油

10、、乙醇、苯等）油、乙醇、苯等）出入细胞出入细胞 离子和一些较离子和一些较大的分子大的分子（红细胞吸收（红细胞吸收葡萄糖）葡萄糖） 小肠吸收葡萄小肠吸收葡萄糖、氨基酸、糖、氨基酸、无机盐等无机盐等 第10页/共25页第十一页，共26页。影响跨膜运输的因素影响跨膜运输的因素(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的因素：影响协助扩散的因素： 细胞膜内外物质的浓度差。细胞膜内外物质的浓度差。 细胞膜上运载物质的载体数量。细胞膜上运载物质的载体数量。(3)影响主动运输的因素：影响主动运输的因素： 载体：是细胞膜上的一类蛋白质。载体

11、：是细胞膜上的一类蛋白质。 a载体具有特异性，运输不同物质的载体不同，不载体具有特异性，运输不同物质的载体不同，不 同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。 b载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与 物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速 度不再随物质浓度的增大而增加。度不再随物质浓度的增大而增加。 能量能量(nngling)：凡能影响细胞内产生能量：凡能影响细胞内产生能量(nngling)的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度

12、、温度等。温度等。作用机理作用机理(j l)是什么？是什么？第11页/共25页第十二页，共26页。影响物质运输速率的曲线影响物质运输速率的曲线(qxin)分析分析若横坐标改为若横坐标改为“呼吸作用强度呼吸作用强度(qingd)”，曲线会怎样变，曲线会怎样变化？化？第12页/共25页第十三页，共26页。例：某种植物细胞在浓度分别为例：某种植物细胞在浓度分别为200mmol/L和和400mmol/L的的M物质溶液中，细胞吸收物质溶液中，细胞吸收M的速率都是的速率都是10mmol/min。对此结果。对此结果(ji gu)最合理的解释是最合理的解释是( )A细胞吸收细胞吸收M的方式为自由扩散的方式为自

13、由扩散 B细胞吸收细胞吸收M的方式为主动运输的方式为主动运输C细胞吸收细胞吸收M需要载体蛋白的参与需要载体蛋白的参与 D所需能量供应不足所需能量供应不足C第13页/共25页第十四页，共26页。胞吞、胞吐胞吞、胞吐1、物质类型：大分子及颗粒性物质、物质类型：大分子及颗粒性物质2、特点：消耗、特点：消耗ATP3、体现、体现(txin)了细胞膜的流动性了细胞膜的流动性4、通透了、通透了0层膜层膜5、实例、实例 胞吞：变形虫吞噬食物、吞噬细胞吞噬细菌等胞吞：变形虫吞噬食物、吞噬细胞吞噬细菌等 胞吐：吞入食物细化后的残渣的排出、分泌蛋胞吐：吞入食物细化后的残渣的排出、分泌蛋 白的分泌等白的分泌等第14页

14、/共25页第十五页，共26页。载体蛋白和通道载体蛋白和通道(tngdo)蛋白的区别蛋白的区别载体蛋白：载体蛋白：能够与特异性溶质结合，通过自身构能够与特异性溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。载体蛋白有的需要能量，如：各类载体蛋白有的需要能量，如：各类ATP驱动的离驱动的离子泵；有的则不需要能量，以协助扩散的方式运子泵；有的则不需要能量，以协助扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白：通道蛋白：与所转运物质之间的结合较弱，它能与所转运物质之间的结合较弱，它能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定大小形

15、成亲水的通道，当通道打开时能允许特定大小的溶质通过。的溶质通过。所有通道蛋白均以所有通道蛋白均以协助扩散协助扩散的方式运输溶质，不的方式运输溶质，不消耗能量。消耗能量。第15页/共25页第十六页，共26页。【总结提升】要确定某种物质的运输方式，必须(bx)抓三个关键：分析被运输的物质是否通过细胞膜；明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子)；分析物质通过细胞膜的转运方向(高浓度低浓度，低浓度高浓度)、是否需要载体协助、是否需要消耗ATP。第16页/共25页第十七页，共26页。细胞膜的功能细胞膜的功能(gngnng)特性是：具有选择特性是：具有选择透过性透过性主要主要(zhyo)原因是膜上

16、载体蛋白的种类和数量原因是膜上载体蛋白的种类和数量不同。不同。细胞膜上的蛋白质的种类和数量决定细胞膜上的蛋白质的种类和数量决定(judng)其功能的复杂程度其功能的复杂程度它具有的特点是：它具有的特点是：水分子可以自由通过。水分子可以自由通过。一些一些需要的需要的离子和小分子也可以通过。离子和小分子也可以通过。其他的其他的离子、小分子和大分子则不能通过。离子、小分子和大分子则不能通过。你能设计实验验证细胞膜具有选择透过性吗？你能设计实验验证细胞膜具有选择透过性吗？膜蛋白的功能有哪些？膜蛋白的功能有哪些？第17页/共25页第十八页，共26页。物质物质(wzh)跨膜运输的实例跨膜运输的实例1、水分

17、子的跨膜运输、水分子的跨膜运输(ynsh) 2、离子的跨膜运、离子的跨膜运输输(ynsh)细胞细胞(xbo)的吸水和失的吸水和失水水渗透装置渗透装置动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水成熟植物细胞的吸水和失水成熟植物细胞的吸水和失水分析：分析：1、漏斗液面为什么上升？、漏斗液面为什么上升？2、发生渗透作用的条件？、发生渗透作用的条件？3、设计实验验证以上条件、设计实验验证以上条件4、当达到渗透平衡时，、当达到渗透平衡时，半透膜两侧的溶液浓度是半透膜两侧的溶液浓度是否相等？否相等？5、渗透系统的应用。、渗透系统的应用。分析：分析：1、细胞的特点？、细胞的特点？2、吸水和失水的条件、吸水和失水

18、的条件3、细胞吸水和失水的应用、细胞吸水和失水的应用概念辨析：概念辨析：1、半透膜与选择透过性膜、半透膜与选择透过性膜2、原生质、原生质层与原生质体、原生质、原生质层与原生质体第18页/共25页第十九页，共26页。 细胞膜细胞膜（选择透过性膜（选择透过性膜） 细胞内液细胞内液（有一定浓度（有一定浓度） 细胞壁细胞壁（全透性（全透性） 细胞膜细胞膜两膜间的细胞质两膜间的细胞质液泡膜液泡膜原生质层原生质层（具有选择（具有选择透过性）透过性） 细胞液细胞液（有一定浓度（有一定浓度）第19页/共25页第二十页，共26页。(1)半透膜、选择透过性膜半透膜、选择透过性膜区别：半透膜是无生命的物理区别：半透

19、膜是无生命的物理(wl)性膜，是指某些物质可以透过而另一些性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。(2)原生质层、原生质体、原生质原生质层、原

20、生质体、原生质原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成膜之间的细胞质组成(z chn)，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。在于成熟植物细胞中。原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分（三部分构成的完整结构），常用作植物细胞融细胞膜、细胞质、细胞核三部分（三部分构成的完整结构），常用作植物细胞融

21、合的材料。合的材料。原生质是指细胞内的生命物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核（每一部分都属原生质是指细胞内的生命物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核（每一部分都属于原生质）。于原生质）。第20页/共25页第二十一页，共26页。实验探究实验探究(tnji)：植物细胞的吸水和失水：植物细胞的吸水和失水流程：流程：提出问题提出问题提出假设提出假设 预期结果预期结果设计实验设计实验(shyn)验证假设验证假设实验实验(shyn)流程流程分析结果分析结果得出结论得出结论本实验应注意的问题本实验应注意的问题(1) 实验材料必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。实验材料必须选择有大液泡并有颜

22、色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。(2)蔗糖溶液浓度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水蔗糖溶液浓度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水(sh shu)而死亡而死亡(如用如用50%的的蔗糖溶液做实验蔗糖溶液做实验)。(3)若用葡萄糖、若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动复原、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水而复原。新吸水而复原。(4) 质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度

23、降低了的外界溶液，因为细胞壁质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低了的外界溶液，因为细胞壁是全透性的。是全透性的。质壁分离及其复原实验的应用质壁分离及其复原实验的应用 P30“方法体验方法体验”第21页/共25页第二十二页，共26页。细胞细胞(xbo)通讯的四要通讯的四要素素信号分子信号分子(fnz)受体受体信号传递信号传递生物学效应生物学效应细胞间信息交流的主要细胞间信息交流的主要(zhyo)结构基础是：结构基础是：细胞膜上的细胞膜上的 糖被（化学本质糖被（化学本质糖蛋白）糖蛋白）第22页/共25页第二十三页，共26页。通过体液通过体液(ty)的作用来完成的间接交流的作用来完成的间接交流某细胞分泌信号分子某细胞分泌信号分子 经体液运输经体液运输 与靶细胞膜与靶细胞膜上的受体结合上的受体结合 靶细胞产生特定的生物学效应靶细胞产生特定的生物学效应受体都位于受体都位于(wiy)细胞膜细胞膜上吗？上吗？此类的信号此类的信号(xnho)分子主分子主要包括：要包括：激素、神经递质、淋巴因子等激素、神经递质、淋巴因子等胰岛素胰岛素促甲状腺激素促甲状腺激素神经递质神经递质胰岛胰岛B细胞细胞 肝细胞肝细胞 合成肝糖原合成肝糖原垂体垂体 甲状腺甲状腺 增加甲状腺激素的合成和分泌增加甲状腺激素的合成和分泌神经细胞神经细胞1 神经细胞神经细胞2 膜电位变化（兴奋或抑制）膜电位变