細胞膜的流動鑲嵌模型第2課時課件【核心素養(yǎng)提升+備課精講精研】高一上學期生物人教版必修1

細胞膜的流動鑲嵌模型

3.1細胞膜的結構和功能（第二課時）細胞膜的功能有哪些？功能結構決定溫故知新1、將細胞與外界環(huán)境分隔開2、控制物質(zhì)進出細胞3、進行細胞間的信息交流？對細胞膜結構的探索提出假說：【資料1】

歐文頓實驗1895年歐文頓用500多種物質(zhì)對細胞進行上萬次的通透性實驗。非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)細胞膜細胞膜是由脂質(zhì)組成的。探究一：細胞膜組成成分問題1：根據(jù)“相似相溶”的原理，你可以從實驗現(xiàn)象中推測出什么結論呢？對細胞膜結構的探索提出假說：【資料2】

丹尼利和戴維森實驗他們研究細胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。細胞膜組成成分還有蛋白質(zhì)。探究一：細胞膜組成成分問題2：你可以從中推測出什么結論呢？人們發(fā)現(xiàn)油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低。問題4：從現(xiàn)象推出的假說一定正確么？為進一步驗證接下來應該如何做？問題3：以上兩則資料對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？對現(xiàn)象的推理分析對細胞膜結構的探索①無細胞壁，細胞容易吸水漲破；②無細胞核和眾多的細胞器，易制得純凈的細胞膜?！举Y料3】

細胞膜成分鑒定實驗一20世紀初，科學家從哺乳動物成熟的紅細胞分離出細胞膜，離心過濾并進行了化學分析。探究一：細胞膜組成成分問題6：為什么選擇哺乳動物成熟紅細胞來制備細胞膜？確定細胞膜的脂質(zhì)成分有

和

，組成膜的脂質(zhì)中

含量最多。磷脂膽固醇磷脂問題5：科學家利用紅細胞制備細胞膜并進行成分分析的結果是？對細胞膜結構的探索成分紅細胞膜肝細胞膜心肌細胞膜脂質(zhì)約43%約40%約24%蛋白質(zhì)約49%約59%約75%糖類約8%微量微量科學家陸續(xù)測定了不同細胞的細胞膜的成分及含量探究一：細胞膜組成成分【資料4】

細胞膜成分鑒定實驗二問題7：請概述細胞膜的成分組成？脂質(zhì)蛋白質(zhì)少量的糖類（50%）（40%）（2%~10%）功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多磷脂（主要）膽固醇（動物細胞膜）

思考：既然膜的成分主要是磷脂和蛋白質(zhì)，那么這些成分

是如何組成膜的呢？對細胞膜結構的探索頭部親水尾部疏水探究二：磷脂分子的排布方式【資料5】

磷脂分子的結構多個磷脂分子在水中總是自發(fā)形成雙分子層對細胞膜結構的探索頭部親水尾部疏水探究二：磷脂分子的排布方式【資料5】

磷脂分子的結構任務1：根據(jù)磷脂分子的特點，猜想磷脂在空氣—水界面排布方式并構建模型？

水空氣對細胞膜結構的探索探究二：磷脂分子的排布方式【資料6】

細胞的生活環(huán)境單細胞單細胞生物草履蟲生活在有水的環(huán)境中；人體血細胞生活在血液中，血液的主要成分是水；人體其他組織細胞生活在組織液中，其主要成分也是水，并且細胞內(nèi)有85%~90%的化合物是水。任務2：猜想磷脂分子在細胞膜中的排布方式并構建模型。水水細胞對細胞膜結構的探索探究二：磷脂分子的排布方式【資料7】

朗姆瓦實驗將磷脂分子溶于苯和水中，當苯揮發(fā)完后，磷脂分子排列成單層，頭部浸入水中，尾部浮于水面?！举Y料8】

戈特和格倫德爾實驗從人的紅細胞細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單層分子的面積約為紅細胞表面積的2倍。實驗驗證：細胞膜的磷脂分子是排列為連續(xù)的兩層！對細胞膜結構的探索探究二：磷脂分子的排布方式結論：磷脂分子頭部朝外，尾部朝內(nèi)，排成連續(xù)兩層，構成膜的基本支架

思考：膜的成分主要是磷脂和蛋白質(zhì)，我們已知磷脂雙分子層作為

膜的基本支架，那蛋白質(zhì)是如何排布的呢？對細胞膜結構的探索【資料9】

羅伯特森實驗羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構。問題8：猜想暗處和亮處分別代表什么物質(zhì)？試猜想細胞膜上蛋白質(zhì)的分布方式？探究三：蛋白質(zhì)的排布方式【資料10】：電子顯微鏡工作原理電子顯微鏡的工作原理是電子束照到大分子物質(zhì)上會呈現(xiàn)黑暗，反之呈現(xiàn)明亮。結論：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構成

的三層統(tǒng)一結構（三明治模型）。假說1：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)假說2：脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)證明假說1成立對細胞膜結構的探索【資料11】

細胞膜厚度數(shù)據(jù)探究三：蛋白質(zhì)的排布方式項目實際電鏡測得“三明治”模型猜想細胞膜的厚度7~8nm超過20nm厚度超過20nm問題9：根據(jù)電鏡照片和膜厚度的證據(jù)，這說明了什么？猜想蛋白質(zhì)的排布方式。任務3：修正并構建細胞膜模型，畫出蛋白質(zhì)分子的排布方式。對細胞膜結構的探索【資料12】

細胞冰凍蝕刻實驗運用凍蝕技術即用冷刀斷開冰凍標本，使斷裂面暴露。探究三：蛋白質(zhì)的排布方式問題10：蛋白質(zhì)在細胞膜上的的排布有什么特點？磷脂分子層膜蛋白蛋白質(zhì)

在磷脂雙分子層中。鑲在、嵌入、貫穿對細胞膜結構的探索探究四：細胞膜的結構特點問題11：羅伯特森的“三明治模型”指出膜是一個靜態(tài)的結構，你認同這一觀點嗎？請舉例說明。變形蟲的攝食白細胞追擊細菌對細胞膜結構的探索探究四：細胞膜的結構特點【資料13】

人—鼠熒光蛋白標記細胞融合實驗人細胞鼠細胞熒光標記膜蛋白誘導融合370C40分鐘細胞膜不是靜止不動，而是具有流動性。問題12：這個實驗有何現(xiàn)象，表明了什么？膜中的蛋白質(zhì)大多能運動，磷脂分子也可以側向移動。結構特點

1972年辛格和尼科爾森通過新的實驗依據(jù)提出了流動鑲嵌模型。對細胞膜結構的探索1.細胞膜的基本支架是什么？2.蛋白質(zhì)在細胞膜上如何分布？3.什么叫糖被？分布在膜的哪一側？4.磷脂雙分子層作為基本支架的作用?5.蛋白質(zhì)以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中的作用?6.細胞膜具有流動性的意義?7.糖被分布在膜外側有何作用？流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容【任務】閱讀教材P44—P45關于流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，思考下列問題，并嘗試用自己的話概括流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子（鑲在表面、嵌入、貫穿）糖脂（基本支架）【任務】閱讀教材P44—P45關于流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，思考下列問題，并嘗試用自己的話概括流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：內(nèi)側外側糖蛋白流動性流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容4.磷脂雙分子層作為基本支架的作用?5.蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂雙分子層中的作用?6.細胞膜具有流動性的意義?7.糖被分布在膜外側有何作用？具有屏障作用在物質(zhì)運輸具有重要作用對于細胞完成物質(zhì)運輸、生長和分裂、運動等功能非常重要。1、將細胞與外界環(huán)境分隔開2、控制物質(zhì)進出細胞3、進行細胞間的信息交流與細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等功能密切相關細胞膜的結構決定細胞膜的功能證據(jù)探索結論【資料1】歐文頓實驗【資料2】丹尼利和戴維森實驗【資料3】細胞膜成分鑒定實驗一【資料4】細胞膜成分鑒定實驗二細胞膜的組成成分【資料5】磷脂分子的結構【資料6】細胞的生活環(huán)境【資料7】朗姆瓦實驗【資料8】戈特和格倫德爾實驗磷脂分子的排布【資料9】羅伯特森實驗【資料10】：電子顯微鏡工作原理【資料11】細胞膜厚度數(shù)據(jù)【資料12】細胞冰凍蝕刻實驗蛋白質(zhì)的排布方式【資料13】人一鼠細胞融合實驗細胞膜的結構特點細胞膜主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)流動性思考：縱觀細胞膜結構模型的探索過程，你能歸納出本節(jié)科學發(fā)現(xiàn)的步驟嗎？提出假說觀察現(xiàn)象實驗驗證細胞膜結構的探索修正假說P44自評與互評

翻到課本封面，兩人互作，一個指一個說，從成分、成分所在的位置、在這個位置有什么作用三方面，進一步鞏固細胞膜流動鑲嵌模型。1.基于對細胞膜結構和功能的理解，判斷下列相關表述是否正確。(1)構成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。()(2)細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入，而對細胞有害的物質(zhì)則不能進入。()(3)向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞膜上會留下個空洞。()×××即時訓練2.細胞膜的特性和功能是由其結構決定的。下列相關敘述錯誤的是()A.細胞膜的脂質(zhì)結構使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細胞膜B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過細胞膜C.細胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能D.細胞的生長現(xiàn)象不支持細胞膜的靜態(tài)結構模型B即時訓練即時訓練A.①B.②C.③D.②③3.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)先通過細胞膜，這主要是與細胞膜的哪項結構有關

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A課后任務下圖是由磷脂分子構成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。1.為什么兩類藥物的包裹位置各不相同？2.請推測：脂質(zhì)體到達細胞后，藥物將如何進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用？課后任務下圖是由磷脂分子構成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性