细胞膜的结构和功能

1、第1节细胞膜的结构和功能教材分析教材内容：“细胞膜的结构和功能”选自人教版高中生物必修一分子与 细胞第三章细胞的基本结构第一节内容。本节内容包括细胞膜的功能、对细胞 膜结构的探索、流动镶嵌模型的基本内容三部分。教材地位I：高中生物必修1第二章第一节中”细胞膜的结构和功能”的内 容是细胞知识的重要组成部分，本节内容要求学生通过细胞膜的亚显微结构的学 习，认识细胞膜的化学组成，理解细胞膜结构和功能相适应的关系，为进一步学 习物质的跨膜运输打基础。是在对前面“细胞的元素和化合物”学习的基础上 进行的学习，同时也为后面学习细胞的结构和功能、新陈代谢、物质出入细胞、 物质代谢、生物膜系统等内容作铺垫。所

2、以本节内容起到承上启下的桥梁作用。与本节相联系的顽:组成细胞的分子。学情分析一般特征分析：学习本节内容的是高一年级的学生。这一阶段的学生具备 一定的认知能力和观察、比较、分析、解决问题和语言表达能力，学生心理正逐 步走向相对稳定与成熟，从思维品质上看，学生的思维开始从形象思维为主的“经 验型”水平向以抽象思维为主的“理论型”水平过渡，抽象思维能力得到进一步 的发展，已有独立思考的意识。起始能力分析：学生在七年级上册学习过细胞膜，知道细胞膜能够控制物 质的进出功能，但学生不知道为什么细胞膜具有这个功能，对于细胞膜的结构是 陌生的。在高中生物必修一第二章中，学生们知道了组成细胞的分子，这对认知 细

3、胞膜的组成成分具有重要的作用。教学目标知识目标：1.简述细胞膜的成分和功能2.解释细胞膜在维持细胞结构和功能中重要作用，简述生物膜的 流动镶嵌模型的基本内容。能力目标：1.分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作 出假设。2.发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。情感态度与价值观目标：1.认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命 系统的重要意义。教学重难点教学重点（1）细胞膜的功能和细胞膜成分的探索历史。（2）细胞膜结构的探索历史。教学难点（1）流动镶嵌模型的基本内容。（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。教法学法讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法。教

4、学工具：多媒体电子课件教学过程【导入新课】回顾细胞膜的功能。上一节课我们学习了细胞膜的功能，细胞膜能够将细胞 与外界环境分隔开，维持了细胞内部的相对稳定；其次，细胞膜能够控制物质的 进出，细胞需要的物质能够通过细胞膜，细胞不需要的物质不容易通过细胞膜， 细胞代谢活动过程中产生的一些废物也要通过细胞膜排出；最后，细胞膜能够进 行细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式有3种，第一种，通过分泌化学物 质传递信息，如内分泌细胞分泌的激素通过血液到达相应的靶细胞，与靶细胞表 面的受体结合，将信息传递给靶细胞。第二种，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，如精子和暖细胞之间的识别和结

5、合。第三种， 相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如高 等植物细胞之间通过胞间连丝传递信息。【讲授新课】对细胞膜成分的探索过渡：一种物质或物体的结构是其组成成分间的组合形式的体现。要弄清某 一物质或物体的结构，首先要弄清其化学组成成分。那么，细胞膜的组成成分是 什么？资料1： 19世纪末，欧文顿(E. Overton)用500多种化学物质对植物细胞的 通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可 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进入细胞。问题：根据形似相容原理，形似相容是结构相似的物质彼此可以互溶，你能 提出什么猜想

6、？(膜是由脂质组成的)过渡：欧文顿得出这个结论是对现象的推理分析还是对莫得成分进行提取和 鉴定？讲授：通过实验现象经过推理，提出设想的方法我们称为假说法。假说还需 要进一步的实验和观察来验证和完善？资料2： 20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来， 化学分析表明，组成细胞膜的脂质有磷脂和固醇，并且通过化学分析得知其中磷 脂含量最多。讲授：其中脂质约占细胞膜总质量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2%10%。资料3：磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾。“空气-水”界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2倍。问题：磷脂分子是怎样排列为连续的两层

7、的？先从单层开始分析。过渡：细胞是生活在一个液体的环境中的，细胞的内部也是一个液态环境， 在这样的环境下，磷脂分子排列为连续的两层该怎么排布过渡：蛋白质分子也是组成细胞膜的成分，蛋白质位于细胞的什么位置呢？资料5： 1935年，英国学者丹尼利(J. F. Danielli)和戴维森(H. Davson) 研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。 由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹 尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。资料6： 1959年，罗伯森特在电镜下看到了暗-明-暗三层结构，提出了 “蛋白 质-脂类-蛋

8、白质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的 蛋白质构成的。三明治模型的主要不足在于：蛋白质并不是均匀的覆盖在脂质分子的表面 的。把生物膜的结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。那有什么实验来证明呢？资料7：实验技术的进步起到了关键性的推动作用。冰冻蚀刻技术和扫描电子 显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称。讲授：蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的嵌入到磷脂双分子层 中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。资料8： 1970年，科学家将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细 胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两 种荧

9、光抗体均匀分布。小缺细版正在融合的细能融合地.胞问题：融合之初的细胞荧光染料怎样分布？在37摄氏度，40分钟后，出现了什么现象？说明了什么？资料9：磷脂分子的各种运动形式皿覆.新髀,函、踱辎！讲授：膜蛋白和磷脂分子都可以运动，说明了细胞膜并不是静态的，而是具有 一定的流动性。资料10： 1972年，辛格(S. J.Singer)和尼科尔森(G. Nicolson)提出的 流动镶嵌模型为大多数人所接受。过渡：那流动镶嵌模型的具体内容是什么呢？基本内容：（1）磷脂双分子层构成了膜的基本支架，磷脂双分子层具有流动性。（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

10、跨整个磷脂双分子层。（3）大多数蛋白质分子也是可以运动的。（4）在细胞膜的外表有一层糖蛋白，叫糖被。与细胞识别、信息交流有关。 结构特点：具有一定的流动性：膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可做多种形式的移 动。膜整体结构也具有流动性。流动性具有重要生理意义，物质运输、细胞融合 等均与之相关。思考讨论：（1）生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？请说说你的看法。参考：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止 境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的 进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。总结：8.板书设计8.板书设计3.1 .细胞膜的结构和功能一、细胞膜成分的探索脂质（磷脂、少量胆固醇）主要成分-蛋白质主要成分-蛋白质糖类二、细胞膜结构的探索1.19世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的。2.20世纪初，对膜化学成分鉴定：膜是由脂质和蛋白质组成的。3.1925年，荷兰科学家提出：膜中的脂质分子排列为连续两层。4.1959年，罗伯特森提出生物膜的静态模型（单位膜模型）：“蛋白质一脂质一蛋白质”三层结构构成。5.1970年，弗雷和埃迪登用绿色和红色荧光染料对小鼠和人体细胞膜上蛋 白质进行染色标记，并让两种细胞进行融合。提出细胞膜具有流动性。6.1972年，桑格和尼克森提出“流动镶嵌模型”。三、流动镶嵌