第二节细胞膜和细胞壁完成实验:下面记录了对玉米籽粒的处理方法再观察实验结果,得出结论.1、将玉米种子放在20-25℃的温水中浸泡36h。2、取20粒已经泡涨的种子,将其中的10粒放在沸水中煮5min后,冷却,作为对照的实验材料。3、分别取煮过和未煮过的玉米种子放在培养皿中,用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒,用稀释20倍的红墨水浸泡(以没过种子为宜)。2min后,倒去红墨水,用水冲洗籽粒数次,直到冲洗液无色为止(洗去浮色)。4、结果:煮过的玉米种子的胚被染成了红色,未煮过的玉米种子没有被染成红色该实验说明:死细胞吸收物质不具有选择性,活细胞吸收物质具有选择性。细胞细胞膜细胞质细胞核细胞壁(高等植物、真菌、细菌等生物细胞)一、细胞膜有选择透性(细胞膜的功能特点)1.质膜:细胞膜又叫质膜2.透性:质膜有允许某种物质透过的特性,称为质膜对该物质的透性。时间:19世纪末(1895年)实验:欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的:可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。提出假说:●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜膜是由脂质组成的科学家在实验中还发现:细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解,也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论?问题探讨:得出结论:推测膜中还含有蛋白质3、对生物膜组分的探索——蛋白质资料实验:科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,然后用蛋白酶处理。(已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解)实验现象:细胞膜被破坏得出结论:推测膜中还含有蛋白质应用化学手段分析表明:膜的主要成分是脂质和蛋白质组成膜的脂质中磷脂含量最多细胞膜的成分二、细胞膜的成分功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。脂质(磷脂最丰富)大约占50%蛋白质大约占40%糖类大约占2%—10%脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢?磷脂分子B:根据磷脂分子的结构特点,猜想:磷脂分子在水—空气界面中以及水溶液中的排布方式?二、质膜的结构模型(流动镶嵌模型)磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层时间:1925年实验:两位荷兰科学家用丙酮(一种有机溶剂,可以溶解脂质)从人的红细胞膜中提取脂质,在空气-水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。得出结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层!画一画:细胞膜中磷脂双分子层的排布模型排布特点:头部朝两侧,尾部相对资料5:罗伯特森的“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治结构模型蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢?1959年,罗伯特森(J.D.Robertsen)用超薄切片技术在电子显微镜下观察到细胞膜由“暗-亮-暗”的三层结构构成,于是认为所有的生物膜是由“蛋白质-脂质-蛋白质”构成的三层静态统一结构。透射电镜下“两暗夹一明”因蛋白质电子密度高,故显暗带,磷脂分子电子密度低则呈亮带。这种模型的特点:静态的刚性结构①蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧。②构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。“蛋白质-脂质-蛋白质”三层静态统一结构模型标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开,升温后暴露断裂面。蛋白质镶嵌,贯穿,覆盖在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的诱导融合人细胞鼠细胞荧光标记蛋白质40分钟后370C实验结论:细胞膜具有流动性(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部朝向内侧。(2)蛋白质分子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,有的横跨整个磷脂双分子层(体现了膜结构内外的不对称性)。1972年,Singer和Nicolson,细胞膜的流动镶嵌模型(3)磷脂是可以运动的,具有流动性。大多数蛋白质分子也是可以运动的(体现了膜的流动性)。资料8:桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上提出流动镶嵌模型三、细胞膜的功能(1)屏障作用:将细胞与外界环境分隔开,使细胞有一个相对稳定的内环境。原始地球环境膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。载体蛋白(2)物质运输:控制物质进出细胞(质膜的功能特点是具有选择透过性)。细胞外细胞内细胞膜(3)细胞识别:进行细胞间的信息交流(和细胞膜上的糖蛋白紧密相关)。通过分泌化学物质如激素细胞直接接触,如精子与卵细胞结合细胞间连接成通道如胞间连丝细胞外被(糖被,糖萼):由多糖与质膜中的蛋白质结合而成,具有保护和识别作用。细胞连接内外信息跨膜传递物质运输边界和屏障,提供相对稳定的内环境组成细胞内的生物膜结构概念图生物膜结构特点功能特点结构组成结构探究历程决定③④②流动性选择透过性磷脂双分子层蛋白质分子①三.细胞壁:成分:纤维素和果胶功能:支持和保护1、变形虫的任何部位都能伸出伪足,这一生理过程的完成依赖于细胞膜的A、保护作用B、一定的流动性C、全透性D、信息交流3、科学家将一个细胞的的细胞膜中的磷脂成分抽提出来,并将它在空气——水界面上铺成单分子层,发现这个单分子层的表面积,相当于原来细胞膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是()A、单层排列B、均匀稀疏排列C、双层排列D、均匀紧密排列4.构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是()A、蛋白质和磷酸B、蛋白质和脂肪C、氨基酸和磷脂D、蛋白质和磷脂5.动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大,其主要原因是构成细胞膜的成分中A、脂质不同B、磷脂不同C、蛋白质不同D、水不同6.下列有关细胞膜功能的叙述中,错误的是()A.将细胞与外界环境隔开B.控制物质进出细胞C.进行细胞间的信息交流D.可以为生命活动提供能量7.细胞膜的生理特性是()A.主要由脂质和蛋白质分子组成B.有保护内部的结构C.一种半透膜D.是一种选择透过性膜