8-细胞膜、生物膜系统、细胞膜提取实验-课件-2022届高考生物大一轮复习.pptx
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- 细胞膜 生物膜 系统 提取 实验 课件 2022 高考 生物 一轮 复习
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1、2022-8 细胞膜与细胞核【教学过程】Teaching Process1.细胞膜概念图3.教学总结、综合2.课堂教 学内容4.课堂练习巩固细胞膜的探索细胞壁细胞膜细胞膜的提取生物膜系统1.成分:主要是纤维素和果胶,与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。2.功能:支持和保护。动物细胞在清水中可吸水涨破,但植物细胞不会,主要是细胞壁的作用。酶解法除植物细胞壁(所用酶为纤维素酶和果胶酶)后的结构为原生质体。一.植物细胞壁从细胞壁的功能上理解,由于细胞壁是全透性的,对物质没有选择性,故细胞壁不是系统的边界,细胞膜才是系统的边界。P一63主要形成时期及过程:形成于有丝分裂末期,细胞板向四周扩展形成新
2、的细胞壁。P一1131.细胞膜的制备二.细胞膜实验原理细胞膜的制备材料选材原因细胞_获得细胞膜离心人或其他哺乳动物_无 和众多的 ,易制得纯净的细胞膜无 ,细胞膜易吸水涨破细胞核细胞器细胞壁吸水涨破成熟的红细胞红细胞数量多且易获得。实验步骤:选材:哺乳动物成熟的红细胞 制片:用滴管吸取一低红细胞稀释液 滴在载玻片上,盖上盖玻片 观察:先低倍镜,后用 高倍镜观察生理盐水:红细胞分散不易凝结和维持细胞原有形态实验步骤:滴清水:在盖玻片的一侧滴加蒸馏水, 在另一侧用吸水纸吸引 (引流法) 再观察:持续观察细胞的变化 实验结果:细胞凹陷消失,细胞体积增 大,细胞破裂,内容物流出滴清水,是在载物台上进行
3、,保持水平状态,否则水易流走。A.组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中的分布是不对称的B.若该细胞是哺乳动物的红细胞,则侧的液体是血浆C.若该细胞是动物的神经细胞,则乙酰胆碱的分泌是消耗能量的主动运输D.若该细胞是动物细胞,在细胞膜上除了磷脂还有蛋白质、糖类和胆固醇等例1.科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、Cl)进行了研究,发现PC、SM主要分布在外侧,该图是科学家分析获得的某细胞膜上不同种类的磷脂图解,下列相关叙述错误的是( )C2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系?
4、19世纪末,欧文顿植物细胞通透性实验膜是由脂质组成的 20世纪,从 哺乳动物成熟的红细胞 中分离出细胞 膜膜的主要成分是 脂质 、 蛋白质 1925年,荷兰科学家从红细胞中提取脂质,在空气-水界面铺展开成 单分子层细胞膜中的脂质分子排列为 连续 的两层。科学探究: 2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系? 1925年,荷兰科学家从红细胞中提取脂质,在空气-水界面铺展开成 单分子层细胞膜中的脂质分子排列为 连续 的两层。科学探究: 2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物
5、膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系? 1925年,荷兰科学家科学探究: 2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系? 1925年,荷兰科学家科学探究: 思考:A.用其他真核细胞(除哺乳动物成熟红细胞)做上述实验,若磷脂单分子层的面积为2S,则细胞表面积为_S(”大于“、”小于“、”等于“)B.用细菌细胞做上述实验,若细胞表面积为S,则磷脂单分子层的表面积_2S(”大于“、”小于“、”等于“)等于大于2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结
6、构有何关系? 1925年,荷兰科学家科学探究: 思考:C.如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶剂中,磷脂分子将会如何分布?磷脂的头部将与水接触,尾部与苯接触,磷脂分子分布成单层。2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系? 1935年,发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力,如果在油水界面中加入一定量的蛋白质,其表面张力降低,并接近细胞表面张力。科学探究: 结论:细胞膜除含脂质分子外,可能还有附有蛋白质。最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析得出的20世纪40年代,科学家推测细胞膜为脂双层,蛋白质分子覆盖在
7、细胞膜两侧。推测为:蛋白质-脂质双层-蛋白质的三明治结构。2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系?科学探究: 1959年,罗伯特森通过电镜观察,提出 生物膜为统一的静态结构生物膜由 蛋白质 (暗层)- 脂质 (亮层)- 蛋白质 (暗层)三层结构构成。证据1:电镜观察的亮带是3.5nm,刚好符合磷脂双分子层亲水头部之间的距离。证据2:蛋白质对电子阻挡作用大、脂双层对电子阻挡作用小2.生物膜的模型建立生命现象:生物膜对物质进出具有 选择 性。提出问题:为什么生物膜能够控制物质进出?这与膜的结构有何关系?1970年,
8、科学家对膜蛋白进行荧光染料标记后使膜融合细胞膜具有 流动 性。科学探究: 建立模型:1972年, 桑格 , 尼克森 提出 流动镶嵌 模型。例2.下列对于生物模型建立的完整过程的认识,错误的是( )A.科学家根据观察的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型,用现象和实验对假说或模型进行检验、修正和补充B.一种模型最终能否被普遍接受,取决于它能否与以后的现象和实验结果相吻合,能否很好地解释相关现象C.生物膜的流动镶嵌模型完美无缺D.随实验技术的不断创新和改进,对膜研究更加细致入微,有利于更完善地解释细胞膜的功能C(1)组成成分成分所占比例在细胞膜中的作用主要脂质约50%其中 磷脂 构成
9、细胞膜的基本支架蛋白质 约40%功能越复杂的细胞膜,_蛋白质的种类和数量_越多少数糖类约2%10%与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成_糖蛋白_、_糖脂_,与_识别_等作用有关3.细胞膜的成分 ,承担膜的主要功能 细胞识别、保护、润滑、免疫等。(2)流动镶嵌模型的基本内容糖蛋白(糖被)磷脂双分子层蛋白质分子细胞膜上糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的 外表面脂质和蛋白质分子呈 不均匀 分布;脂质和蛋白质分子是可以 运动的 。 ,构成膜的基本支架 ,承担膜的主要功能 细胞识别、保护、润滑、免疫等。(2)流动镶嵌模型的基本内容糖蛋白(糖被)磷脂双分子层蛋白质分子 ,构成膜的基本支架各种膜所含的蛋白质与脂质的
10、比例同膜的功能有关:功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的种类和数量越多 ,构成膜的基本支架 ,承担膜的主要功能 细胞识别、保护、润滑、免疫等。(2)流动镶嵌模型的基本内容糖蛋白(糖被)磷脂双分子层蛋白质分子脂质中 磷脂 最丰富,动物细胞膜还具有 胆固醇 。而植物细胞膜中含量没有。细胞膜的结构特点是 流动性 ;功能特点是 选择透过性 。(P一67)构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇, 脂肪 不参与膜的组成。 ,构成膜的基本支架 ,承担膜的主要功能 细胞识别、保护、润滑、免疫等。(2)流动镶嵌模型的基本内容糖蛋白(糖被)磷脂双分子层蛋白质分子细胞膜的组分并不是不可变的,正常细胞癌变后,细胞膜产生甲胎蛋白和癌
11、胚抗原等物质,以此可以作为细胞是否癌变的指标。P一41,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移P一126 ,构成膜的基本支架 ,承担膜的主要功能 细胞识别、保护、润滑、免疫等。(2)流动镶嵌模型的基本内容糖蛋白(糖被)磷脂双分子层蛋白质分子细胞膜上蛋白质种类很多,如具有运输作用的载体蛋白、有识别作用的糖蛋白、接受信号的受体蛋白(糖蛋白)、具有催化作用的酶:【细胞膜上可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等);又如好养细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶】例3.细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要的生理功能。下列图中,可正确
12、表示不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()D例4.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用价值,其包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,使细胞膜上呈现一定强度的绿色激光照射膜上某绿色荧光区,使该区域内标记的荧光分子不可逆的淬灭(漂白)检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲所示,结果如图乙所示。下列说法错误的是( )A.淬灭部位荧光再现速率会受温度的影响B.若不用激光照射淬灭,而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光材料标记,则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布C.被激光照射淬灭部位的细胞膜失去了流动性D.F2后若再进行一次激光照射淬灭,一段时间后检测的淬灭部位的荧光强度会更低C(3)
13、结构特点具有_构成膜的 和 大都是可以运动的质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等温度:一定范围内,温度升高,膜流动性_一定的流动性磷脂分子蛋白质分子加快内容内容原因原因实例实例影响影响因素因素小结:细胞膜的成分细胞膜的结构1.磷脂分子膜结构的主要组织者。没有物种特异性。2.蛋白质分子膜功能的主要体现(执行)者。 具有物种的特异性。膜蛋白的功能载体蛋白(主动运输或协助扩散)转运蛋白通道蛋白(协助扩散)酶(催化,特别是原核生物细胞膜上酶较多)受体(识别、传递信息)原核生物、线粒体内膜、内质网膜等,蛋白质的比例高抗原(引起特异性免疫)3.糖类与蛋白质或脂质分子结合,形成糖蛋白或糖脂,
14、分布在细胞外表面。具有细胞识别、细胞黏着、保护等功能。癌细胞表面糖蛋白减少,但甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)较正常人多。蛋白质分子上的糖链是在内质网和高尔基体中添加的。小结:细胞膜的成分细胞膜的结构右图表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图。(1)该细胞不同表面执行不同的功能,从质膜的组成成分分析,出现这一现象的原因是:_。(2)膜蛋白AD的功能分别是:_膜蛋白不同运输、连接、识别、催化验验证证台盼蓝染色法(P一42)、质壁分离与复原(P一63)、细胞质环流(P一47)4.细胞膜的功能高温、强酸或强碱处理,观察处理前后溶液颜色是否发生变化(1)控制物质进出细胞控制作用的相对性环境中一些对细胞
15、有害的物质有可能进入;有些病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体患病。验证细胞膜具有控制物质进出的功能B.台盼蓝染色法(P一42)C.质壁分离与复原(P一63)D.细胞质环流(P一47)A.高温、强酸或强碱处理,观察处理前后溶液颜色是否发生变化物质跨膜运输(P一85)A.自由扩散:物质顺浓度梯度跨膜运输,不消耗能量,无需膜转运蛋白协助。a.方向:高浓度低浓度b.动力:浓度差c.实例:氧气、二氧化碳、氮气、水、尿素、甘油、乙醇、苯等(气体、水、脂溶性小分子)物质跨膜运输B.协助扩散:物质在膜转运蛋白的协助下,顺浓度梯度进行的跨膜运输,不消耗能量。膜转运蛋白分为两类:载体蛋白和通道蛋白。转运蛋白类型特点
16、实例运输曲线载体蛋白通道蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。每次转运时都会发生自身构象的改变。分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。只容许与自身通道直径和形状相适配,大小和电荷相适宜的分子或离子通过。运输物质通过通道时,不需要与其结合。但通道蛋白具有开闭性。水通道离子通道被动运输(自由扩散+协助扩散)顺浓度梯度进行的跨膜运输,不消耗能量。C.主动运输 : 物质逆浓度梯度跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应释放所释放的能量。植物根部细胞吸收无机盐离子甲状腺细胞吸收碘离子动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na-K泵)小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。逆浓度运
17、输第一类:直接消耗ATP的主动运输。通常称为泵(ATP驱动泵)Na+-K+泵H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。拓展.主动运输分为两类第二类:间接消耗ATP的主动运输。如图:小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时,没有直接消耗ATP,而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的,而Na+-K+需要消耗ATP。肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。拓展.主动运输分为两类物质相应过程运输方式水进入细胞葡萄糖进入红细胞、肝细胞、脑细胞等进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞Na+进入神经细胞运出神经细胞K+进入神经细胞运出神经细胞小结:判断下列物质进出细胞的方式自由扩散协助扩
18、散(水通道)协助扩散(葡萄糖载体)主动运输(Na+葡萄糖共运输)协助扩散(Na+通道)主动运输(钠钾泵)主动运输(钠钾泵)协助扩散(K+通道)物质跨膜运输例5.下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,下表选项中正确的是( )D例6.(2019全国2卷)某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白,具有ATP水解酶活性,能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外),置于暗中一段时间后,溶液的pH不变。再将含有保卫细胞的该溶液分成两组,一组照射蓝光后溶液的pH明显降低;另一组先在溶液中加入H+-ATPase
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