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1、第三章第三章 细胞的基本结构细胞的基本结构 细胞膜细胞膜-系统的边界系统的边界细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜叶绿体叶绿体细胞核细胞核液液 泡泡细胞质细胞质细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核线粒体线粒体细胞的显微结构细胞的显微结构真核真核细胞细胞细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核细胞质基质细胞质基质细胞器细胞器一、细胞壁一、细胞壁植物细胞有细胞壁，动物细胞则没植物细胞有细胞壁，动物细胞则没有有结构成分：结构成分：纤维素、果胶纤维素、果胶功能：功能：支持和保护，维持细胞的正常形支持和保护，维持细胞的正常形态态植植物物细细胞胞细胞壁细胞壁注意：原核细胞也有，但成分不同：糖类和蛋白质注意：原
2、核细胞也有，但成分不同：糖类和蛋白质 真菌的细胞壁成分：几丁质真菌的细胞壁成分：几丁质特点：特点：全透性全透性任何系统都有边界任何系统都有边界人体的边界人体的边界人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜国家也有边界国家也有边界-国界国界细胞作为一个基本的生命系统细胞作为一个基本的生命系统,它的边界是它的边界是细胞膜细胞膜细胞膜由什么组成细胞膜由什么组成?研究细胞膜的化学组成，首先要把细胞膜研究细胞膜的化学组成，首先要把细胞膜与细胞的其他组分分开。与细胞的其他组分分开。如何获得细胞膜？如何获得细胞膜？二、细胞膜的结构和功能二、细胞膜的结构和功能（一）、细胞膜的制备：（一）、细
3、胞膜的制备： 、选材、选材2、制备方法：、制备方法：人的正常红人的正常红细胞细胞人的圆涨人的圆涨的红细胞的红细胞人的涨破的人的涨破的红细胞红细胞原因：动物细胞细胞膜外没有细胞壁原因：动物细胞细胞膜外没有细胞壁原因：动物细胞细胞膜外没有细胞壁原因：动物细胞细胞膜外没有细胞壁, ,易涨破易涨破易涨破易涨破; ; 哺乳动物红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器哺乳动物红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器哺乳动物红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器哺乳动物红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器, , 易离心分离得到纯净的细胞膜易离心分离得到纯净的细胞膜易离心分离得到纯净的细胞膜易离心分离得到纯净的细胞膜. . -选择哺乳
4、动物成熟的选择哺乳动物成熟的红细胞红细胞作为材料作为材料利用利用渗透吸水渗透吸水涨破红细胞的方法涨破红细胞的方法红细胞红细胞核到哪里去了？核到哪里去了？p41（二）、细胞膜的化学成分（二）、细胞膜的化学成分脂质脂质蛋白质蛋白质糖类糖类约约50%约约40%约约2%10%大多数是磷脂大多数是磷脂细胞膜上的功能主要由其细胞膜上的功能主要由其上的蛋白质来行使，上的蛋白质来行使，功能功能越复杂，其蛋白质的种类越复杂，其蛋白质的种类和数量越多和数量越多与膜蛋白和膜脂形成与膜蛋白和膜脂形成糖蛋白糖蛋白和糖脂和糖脂，分布在细胞膜外表，分布在细胞膜外表面，与细胞的信息交流有关面，与细胞的信息交流有关细胞膜主要由
5、细胞膜主要由脂质脂质和和蛋白质蛋白质组成组成控制物质进出细胞控制物质进出细胞将细胞与外界环境隔开将细胞与外界环境隔开 由于细胞膜的存在，使细胞既是一个由于细胞膜的存在，使细胞既是一个“封闭封闭”的的系统，又是一个系统，又是一个“开放开放”的系统。的系统。 细胞膜将每个细胞与周围环境隔离开，维持细胞膜将每个细胞与周围环境隔离开，维持了细胞自身的相对稳定。了细胞自身的相对稳定。进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流 细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能相关。功能相关。（三）、细胞膜的功能（三）、细胞膜的功能 细胞通过细胞膜细胞通过细胞膜有选择地有选择地
6、从周围环境中获从周围环境中获取养料，排出代谢废物。取养料，排出代谢废物。控制物质进出细胞控制物质进出细胞控制物质进出细胞控制物质进出细胞营养物质营养物质废物废物分泌物分泌物病毒、细菌病毒、细菌控制的相对性控制的相对性易发出信号的细胞发出信号的细胞 靶细胞靶细胞 与与膜膜结合的结合的 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：精子和卵细胞的识传递给另一个细胞。例如：精子和卵细胞的识别和结合别和结合相邻两个细胞之相邻两个细胞之间形成通道，携间形成通道，携带信息的物质通带信息的物质通过通道进入另一过通道进入另一个细胞。例如
7、，个细胞。例如，高等植物细胞之高等植物细胞之间通过间通过胞间连丝胞间连丝相互连接，也有相互连接，也有信息交流的作用信息交流的作用彩图二彩图二 胞间连丝切片（黑枣）胞间连丝切片（黑枣）练习1、将红细胞放在质量分数为9%的食盐溶液中，红细胞的状态变化是A、不能判断 B、正常状态C、细胞膜破裂 D、细胞皱缩2、下列对细胞膜化学组成表达最全面的是A、蛋白质、糖类、固醇 B、糖蛋白、脂质C、蛋白质、糖类、脂质 D、蛋白质、磷脂DC3、在哺乳动物受精的过程中，精子能够与卵细胞相互识别，体现了细胞膜的A、能够保障细胞内部的相对稳定 B、能够控制物质进出细胞C、有利于卵细胞摄入所需要的精子D、能够进行细胞间的
8、信息交流D实验一：19世纪末，欧文顿的实验世纪末，欧文顿的实验 20世纪初，膜的分离实验世纪初，膜的分离实验 课本课本65页页细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史 : :推测：推测：细胞膜由脂质物质组成。细胞膜由脂质物质组成。细胞膜细胞膜由由脂质和蛋白质组成脂质和蛋白质组成。水水 实验二：1925年两位荷兰科学家用丙酮年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成上铺展成单层分子单层分子，测得单分子层的面积恰为红，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的细胞表面积的2倍倍。细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史 : :推测：推测：细胞膜细胞
9、膜由双层脂质分由双层脂质分子组成子组成 亲水的头部亲水的头部疏水的尾部疏水的尾部磷脂磷脂 实验三： Danielli和和Harvey分别于分别于1931年和年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于年发现细胞膜的表面张力显著低于油水界面的表面张力，已知油水界面的表面张力，已知脂滴表面如脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史 : :推测：推测：细胞膜中含有蛋白质。细胞膜中含有蛋白质。 科学家提出两种模型假说：科学家提出两种模型假说：P66（四）、细胞膜的结构（四）、细胞膜的结构1959年，罗伯森特提出三层静态模型：年，
10、罗伯森特提出三层静态模型：1972年，桑格和尼克森提出年，桑格和尼克森提出流动镶嵌型模型流动镶嵌型模型1959年年,罗伯特森电镜下观察罗伯特森电镜下观察细胞膜有细胞膜有“暗暗-亮亮-暗暗”结构图结构图像像提出三层静态模型：蛋白质提出三层静态模型：蛋白质磷脂磷脂蛋白质蛋白质不少科学家提出了质疑不少科学家提出了质疑P66671970年年,人人-鼠融合实验：鼠融合实验：P67说明细胞膜的流动性说明细胞膜的流动性该实验反映了细胞膜有什么特点？该实验反映了细胞膜有什么特点？（1 1）实验结果说明细胞膜的）实验结果说明细胞膜的结构特点结构特点是具有是具有 ，这是因为，这是因为 。 （2 2）若在两个细胞融
11、合成一个细胞后，将融合细胞）若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于置于00条件下保持条件下保持40min40min，则融合细胞仍是一半膜发，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明 。 实验分析实验分析一定的流动性一定的流动性细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是大多数是可以运动的。可以运动的。膜的流动性受温度的影响膜的流动性受温度的影响 1972年，桑格和尼克森提出年，桑格和尼克森提出流动镶嵌型模型流动镶嵌型模型流动镶嵌型模型为大多数人所接受。流动镶嵌型模型为大多数人所接受。连接磷磷脂脂蛋蛋白白质质基本骨架
12、：基本骨架：蛋白质分子蛋白质分子磷脂双分子层磷脂双分子层有的排在磷脂双分子层的两侧，有的排在磷脂双分子层的两侧，即即镶镶在膜的在膜的表层表层有的部分有的部分嵌插嵌插或或贯穿贯穿在整个磷脂在整个磷脂双分子层中双分子层中磷脂分子磷脂分子和和大多数蛋白质分子大多数蛋白质分子都是运动的都是运动的流动镶嵌型模型的基本内容流动镶嵌型模型的基本内容糖蛋白糖蛋白糖被糖被: :蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白作用作用：有保护和润滑有保护和润滑 细胞膜表面的识别细胞膜表面的识别细胞膜的结构特点：细胞膜的结构特点：表现表现:组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以流组成细胞膜的磷脂分子和蛋白
13、质分子都是可以流动的动的实例：实例：变形虫的运动变形虫的运动、人体吞噬细胞吞噬细菌人体吞噬细胞吞噬细菌；内吞、；内吞、外排作用；受精作用；动物细胞融合；外排作用；受精作用；动物细胞融合；具有一定的流动性具有一定的流动性意义意义:与物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受与物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等有关体功能调节等有关 尝试画出细胞膜结构的简图，尝试画出细胞膜结构的简图，并注明主要分子的名称。并注明主要分子的名称。（五）物质的跨膜运输的方式（五）物质的跨膜运输的方式什么是扩散？什么是被动运输？什么是主动运输？一、被动运输被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。自由
14、扩散：协助扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。1、自由扩散：特征：顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输1.2.不需要载体不需要载体3. 不需要消耗能量不需要消耗能量4. 实例：水、氧气、实例：水、氧气、二氧化碳、甘油和二氧化碳、甘油和脂肪酸等脂肪酸等自由扩散自由扩散2、协助扩散：特征：顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输1.需要载体参与需要载体参与2.不需要消耗能量不需要消耗能量3.4. 实例：葡萄糖进实例：葡萄糖进入红细胞入红细胞协助扩散协助扩散二、主动运输： 物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主
15、动运输。主动运输主动运输特征：特征：逆浓度梯度运输逆浓度梯度运输1.需要载体需要载体2.需要消耗能量需要消耗能量3.4. 实例：实例：葡萄糖、氨葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜；离子通过细胞膜等细胞膜等主动运输主动运输对比对比比较三种物质运输方式的异同：项 目自由扩散协助扩散主动运输运输方向是否需要载体蛋白是否消耗细胞内的能量代表例子顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度逆浓度梯度不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要消耗需要消耗氧气、水、氧气、水、二氧化碳等二氧化碳等通过细胞膜通过细胞膜葡萄糖通过葡萄糖通过红细胞红细胞葡萄糖、氨基
16、酸葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细通过小肠上皮细胞膜；离子通过胞膜；离子通过细胞膜等细胞膜等细胞膜可以让水分子自由细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可通过，离子和小分子也可通过，其它的离子、小分子和大其它的离子、小分子和大分子则不能通过分子则不能通过.细胞膜的功能特性：选择透过性细胞膜的功能特性：选择透过性三、胞吞和胞吐一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。（如果进入的是固态物质，称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞饮。）胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到
17、细胞外的过程。内吞作用：内吞作用：内吞作用：内吞作用： 大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做内吞作用。叫做内吞作用。外排作用：外排作用：外排作用：外排作用： 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到
18、细胞表面，并且向细胞外张开，使内含物质排出细胞外，这种现象并且向细胞外张开，使内含物质排出细胞外，这种现象叫做外排作用。叫做外排作用。胞吞和胞吐胞吞（内吞）胞吞（内吞）胞吐（外排）胞吐（外排）条件条件原理原理特点特点方向方向实例实例细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式方式细胞膜的流动性细胞膜的流动性物质通过小泡转移，需要消耗能量，物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体不需要载体细胞外到细胞内细胞外到细胞内细胞内到细胞外细胞内到细胞外变形虫吞食食物变形虫吞食食物颗粒、白细胞吞颗粒、白细胞吞噬病菌噬病菌胰腺细胞分泌胰岛素胰腺细胞分泌胰岛素小小分分子子大大分分子子
19、物物质质跨跨膜膜运运输输的的方方式式 外排作用外排作用内吞作用内吞作用协助助扩散（易化散（易化扩散）散）自由自由扩散（散（简单扩散）散）主主动运运输被被动运运输细胞膜的流动性细胞膜的流动性细细胞胞膜膜的的选选择择透透过过性性注意：细胞识别、分泌、排泄、免疫注意：细胞识别、分泌、排泄、免疫（五）物质的跨膜运输（五）物质的跨膜运输下下列列最最容容易易通通过过细细胞胞膜膜的的物物质是质是 （）A淀粉淀粉 B脂肪酸脂肪酸 C糖类糖类 D核酸核酸 海海带带体体内内的的碘碘浓浓度度远远大大于于海海水水的的浓浓度度，但但它它仍仍能能不不断断地地从从海海水水中中吸吸收收碘碘，这这种种碘碘通通过过细细胞胞膜进入
20、海带体内的方式是膜进入海带体内的方式是 （） A自由扩散自由扩散 B渗透作用渗透作用 C主动运输主动运输 D被动运输被动运输 细细胞胞膜膜的的结结构构特特征征是是 （） A具有一定的流动性具有一定的流动性 B有保护细胞内部的作用有保护细胞内部的作用 C一种半透性膜一种半透性膜 D一种选择透过性膜一种选择透过性膜 下下列列跨跨膜膜运运输输的的生生理理活活动动，属属于主动运输的是（于主动运输的是（） A酒酒精精进进人人胃胃黏黏膜膜细细胞胞 B二氧化碳由静脉血进人肺泡内二氧化碳由静脉血进人肺泡内 C原尿中的葡萄糖进入肾小原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞管上皮细胞 D水分子出入细胞水分子出入细胞 水分
21、为例水分为例扩散：扩散：物质从物质从相对含量高相对含量高的部位的部位移动到相对含量移动到相对含量低低的部位的部位渗透：渗透：水分子水分子（或（或其他溶剂分子其他溶剂分子）通过）通过半透膜半透膜的的扩散扩散水分子的自由扩散即为渗透作用水分子的自由扩散即为渗透作用观察渗透作用装置观察渗透作用装置渗透作用装置渗透作用装置半透膜是一类可以让半透膜是一类可以让小分子物质通过而大小分子物质通过而大分子物质不能通过的分子物质不能通过的一类薄膜的总称一类薄膜的总称低浓度溶液低浓度溶液渗透作用吸水渗透作用吸水半透膜的两侧的溶液具有浓度差。半透膜的两侧的溶液具有浓度差。渗透作用渗透作用发生的条件：发生的条件：具有
22、半透膜。具有半透膜。水分渗透水分渗透方向：方向：高浓度溶液高浓度溶液实验现象实验现象结果分析结果分析漏斗中液面上升漏斗中液面上升单位体积清水中水分子数单位体积清水中水分子数比比单位体积蔗糖溶单位体积蔗糖溶液中水分子数液中水分子数多，因此，根据多，因此，根据扩散作用扩散作用的原的原理，在单位时间内，水分子理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量膜进入漏斗内的数量，多于水分子，多于水分子由漏斗透由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量过半透膜进入烧杯内的数量，导致漏斗内液，导致漏斗内液面上升。面上升。动植物细胞符合渗透系统动物细胞动物细胞半透膜：细胞膜半透膜：细胞膜浓度差：细
23、胞质与外界溶液浓度差：细胞质与外界溶液细胞质细胞质细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜原生质层原生质层细胞壁细胞壁细胞液细胞液（1）一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗）一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用透作用植物细胞植物细胞A A、理论分析理论分析半透膜半透膜外界溶液外界溶液浓度差浓度差质壁分离和复原实验质壁分离和复原实验质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原正常细胞正常细胞质壁分离细胞质壁分离细胞液泡大小与颜色液泡大小与颜色的变化以及的变化以及原生质层与细胞壁原生质层与细胞壁的分离的分离情况。情况。B B、实验证实：质壁分离与复原实验实验证实：质壁分离与复原实验细胞失水细胞失
24、水质壁质壁分离分离外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性将将洋葱表皮细胞置于洋葱表皮细胞置于0.3g/ml0.3g/ml的的蔗糖溶液中蔗糖溶液中实验方法实验方法质壁分离观察质壁分离观察质壁分离结果分析质壁分离结果分析质壁分离复原结果质壁分离复原结果及分析及分析复原实验方法复原实验方法将将已经发生质壁分离的洋葱表皮细胞置于清水中已经发生质壁分离的洋葱表皮细胞置于清水中细胞吸水细胞吸水质壁质壁分离分离复原复原外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性取一小块洋葱鳞茎取一小
25、块洋葱鳞茎的紫色外表皮，放的紫色外表皮，放在载玻片的中央。在载玻片的中央。镜检镜检观察自观察自然状态下的紫色然状态下的紫色洋葱外表皮细胞洋葱外表皮细胞的结构。的结构。 从载物台上取下装片，用从载物台上取下装片，用对侧对侧引流法引流法加入质量浓度为加入质量浓度为0.3g/ml0.3g/ml的的蔗糖溶液蔗糖溶液，再次镜检。观察浸浴在，再次镜检。观察浸浴在蔗糖溶液中的表皮细胞有何变化。蔗糖溶液中的表皮细胞有何变化。（与自然状态下的表皮细胞比较）（与自然状态下的表皮细胞比较）1、植物对水分的吸收、植物对水分的吸收主要的器官是：主要的器官是：最活跃的区域是：最活跃的区域是：根根根尖成熟区的表皮细胞根尖成
26、熟区的表皮细胞吸胀作用吸胀作用渗透作用渗透作用吸水方式吸水方式无大液泡的细胞无大液泡的细胞有大有大液泡的细胞液泡的细胞思考根尖各个部分细胞的吸水方式？思考根尖各个部分细胞的吸水方式？渗透渗透作用作用吸吸胀胀作用作用2 2、水分的运输、利用和散失水分的运输、利用和散失意义意义（1 1）运输动力）运输动力: :（2 2）利用）利用蒸腾散失蒸腾散失(95-99%)(95-99%)（3 3）散失散失散失方式散失方式: :散失的主要器官散失的主要器官: :(1)(1)是植物吸收水分和促使水分在体内运输的重要是植物吸收水分和促使水分在体内运输的重要动力动力(2)(2)是促进溶解在水中的矿质养料在植物体内的
27、是促进溶解在水中的矿质养料在植物体内的 运输运输 (3)(3)降低植物特别是叶片的温度降低植物特别是叶片的温度, ,避免阳光灼伤避免阳光灼伤参与光合作用和呼吸作用等代谢活动参与光合作用和呼吸作用等代谢活动(1-5%)(1-5%)蒸腾作用蒸腾作用叶叶( (气孔气孔) )蒸腾作用蒸腾作用( (植物体内的水分主要以水蒸气的形植物体内的水分主要以水蒸气的形式通过叶气孔散失到大气中式通过叶气孔散失到大气中) ) 细胞失水：细胞失水：（2 2）植物）植物细胞细胞吸水和失水的条件吸水和失水的条件细胞液浓度细胞液浓度大于大于外界溶液浓度。外界溶液浓度。细胞液浓度细胞液浓度小于小于外界溶液浓度外界溶液浓度细胞吸水：细胞吸水：一般的说，根毛细胞的一般的说，根毛细胞的细胞液浓度细胞液浓度大于大于土壤溶液浓度土壤溶液浓度，根毛细胞吸水根毛细胞吸水（3 3）植物）植物体体的吸水的吸水
