3.1.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

1、第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié) 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第一課時(shí)一、教材分析本節(jié)是人教版普通髙中生物學(xué)必修一，第三章，第一節(jié)內(nèi)容。本節(jié)包含內(nèi)容較多，分別是 細(xì)胞膜的功能、細(xì)胞膜成分探索歷程、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索歷程、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。這節(jié)內(nèi)容 既是對(duì)前面兩章知識(shí)的承接，也為后而第三章物質(zhì)的輸入和輸岀甚至是選修一打下基礎(chǔ)。這四方而 內(nèi)容前后連貫，體現(xiàn)出從功能到結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)功能相適應(yīng)觀，也呈現(xiàn)出探索過程中的“提出假設(shè)”這 一科學(xué)研究方法。因此，本節(jié)將分為兩個(gè)課時(shí)展開教學(xué)。第一課時(shí)內(nèi)容將講解細(xì)胞膜的功能和細(xì)胞 膜成分探索歷程。二、學(xué)情分析本節(jié)課的授課對(duì)象是高中一年級(jí)學(xué)生，他們具有一立的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的

2、連續(xù)性和 邏輯性已初步建立但不完善，學(xué)習(xí)積極性較高，課堂上應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生不斷 思考，體現(xiàn)學(xué)生的主體性和教師的主導(dǎo)性。學(xué)生前兩章已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物的物質(zhì)基礎(chǔ)和細(xì)胞種類等知 識(shí)，這為進(jìn)一步學(xué)習(xí)細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)奠妃了基礎(chǔ)。教師在講解內(nèi)容時(shí)可借助多媒體技術(shù)，幫助學(xué)生識(shí) 記和理解。三、教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1概述細(xì)胞膜的主要功能。2. 分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程，領(lǐng)悟科學(xué)的過程和方法。核心素養(yǎng)：生命觀念一一通過對(duì)細(xì)胞膜的學(xué)習(xí)建立生命的結(jié)構(gòu)與功能觀科學(xué)探究一一領(lǐng)悟細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索過程的科學(xué)方法?？茖W(xué)思維一一流動(dòng)鑲嵌模型及英解讀。四、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）細(xì)胞膜的功能。（2）細(xì)胞膜成分的

3、探索歷程。2.教學(xué)難點(diǎn)對(duì)細(xì)胞膜成分探索歷程的認(rèn)識(shí)。五、教學(xué)過程由細(xì)胞膜的功能導(dǎo)入：PPT展示相關(guān)圖片，引岀問題：細(xì)胞中有無細(xì)胞膜的存在？材料：科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞， 卻不能逸岀細(xì)胞。結(jié)論：細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜（質(zhì)膜）。新授課：一、細(xì)胞膜的功能1,將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。正是由于細(xì)胞膜這個(gè)功能才使得原始細(xì)胞出現(xiàn)，開啟了生物漫長的進(jìn) 化歷程。實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)一：取 A、B兩個(gè)燒杯，分別加入等體積的淸水和沸水，然后將新鮮的紫色覓菜葉分別浸入 A、B 兩個(gè)燒杯中，觀察顏色的變化。實(shí)驗(yàn)二：取數(shù)量相等的玉米粒兩份，為 A、B兩

4、組，將 B組玉米粒煮熟，然后分別加入紅墨水, 幾分鐘后用緩水流沖洗兩組玉米粒。思考：實(shí)驗(yàn)一中 B 燒杯的水為什么變成紫紅色？而 A 燒杯顏色不變？實(shí)驗(yàn)二中 B 組玉米粒為什么被染成 紅色，而 A組的顏色不變？你能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測細(xì)胞膜的功能嗎？2,控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，細(xì)胞會(huì)將營養(yǎng)物質(zhì)送入細(xì)胞，同時(shí)不需要的物質(zhì)是不能進(jìn)入細(xì)胞的。細(xì)胞內(nèi) 的重要成分也會(huì)被鎖泄在細(xì)胞內(nèi)，比如說青菜浸泡在水中，水并不會(huì)出現(xiàn)綠色，但是加熱殺死細(xì)胞 后，水就會(huì)變綠?！叭旧懦ā崩昧嘶罴?xì)胞的細(xì)胞膜能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的原理。 臺(tái)盼藍(lán)染色劑是細(xì)胞不需 要的物質(zhì)，不能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，所以活細(xì)胞不被染色。而死的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞

5、膜不具有控制 物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，所以臺(tái)盼藍(lán)染色劑能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)，使其被染色。3、進(jìn)行細(xì)胞間信息交流，有通過體液運(yùn)輸信號(hào)分子方式，有直接接觸方式，還有通過細(xì)胞間通道形 式。課堂互動(dòng)：這些詩句說的是細(xì)胞膜的什么功能？是誰，隔開了原始海洋的動(dòng)蕩- 與外界環(huán)境分隔開是誰，奏鳴了生命的交響- 與外界環(huán)境分隔開是誰，為我日夜守邊防- 控制物質(zhì)進(jìn)岀細(xì)胞是誰，為我傳信報(bào)安康。- 進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流啊，偉大的細(xì)胞膜呀！沒有你，我會(huì)是何等模樣！二、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索依次對(duì)歐文頓化學(xué)物質(zhì)對(duì)細(xì)胞膜通透性與提取細(xì)胞膜中的磷脂鋪成單分子層以及磷脂分子的結(jié) 構(gòu)與分布進(jìn)行探究。材料 1： 19世紀(jì)末，歐文頓實(shí)驗(yàn)假說：膜

6、是由脂質(zhì)(磷脂)組成的。材料 2：1925年荷蘭科學(xué)家 Gorter 和 Grende1 用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣一水界 而上鋪成單層分子。發(fā)現(xiàn)展開層后的脂單層面積是紅細(xì)胞的表而積的 2倍。小知識(shí)：磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子觀察在水中的分布情況：得出結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的。細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在。請(qǐng)大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，細(xì)胞膜中的磷脂分 子可能怎么排布？材料 3： 1935年，英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的表而張力明顯低于汕一水界面的 表而張力，若油脂滴表而吸附有蛋白質(zhì)則表面張力降低。結(jié)論：細(xì)胞膜除含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。

7、材料 4： 20世紀(jì) 40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)，但直到 50年代，電子顯 微鏡的誕生，科學(xué)家用它來觀察細(xì)胞膜。1959年羅伯特森(J.D.Robertsen)在電鏡下看到細(xì)胞膜淸晰的暗一亮一暗的三層結(jié)構(gòu)。提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。膜靜態(tài)模型不能解釋下列 現(xiàn)象：細(xì)胞的生長變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)白細(xì)胞吞噬細(xì)菌受精時(shí)細(xì)胞融合植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原材料 5： 1970年 Larry Frye等科學(xué)家將人和鼠的細(xì)胞表而膜蛋白分別用不同的熒光標(biāo)記后，讓 兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)

8、紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，在 37C 下經(jīng)過 40分鐘，發(fā)現(xiàn)兩 種熒光抗體均勻分布。問題 1:該實(shí)驗(yàn)表明什么？細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。問題 2：根據(jù)已有的生物知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)，你能列舉哪些證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)。白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程；變形蟲的偽足運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；受精時(shí)細(xì)胞的融合過程；動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)細(xì) 胞膜的縊裂過程：動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮；植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離等。在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，又有學(xué)者提出一些關(guān)于生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型。其中，1972 年桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。隨堂反饋：1、 據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素 D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一左流動(dòng)性B 細(xì)胞膜是選擇透過性C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子2、異體器官的移植手術(shù)往往很難成功。最大的障礙就是異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于細(xì)胞膜具 有識(shí)別作用。這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是（）A細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成B 細(xì)胞膜表而有糖蛋