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1、第 3 章 细胞的 基本结构 第 1 节 细胞膜的 结构和功能 “细胞膜的 结构和功能”是 生物新人教必修一第 3 章“细胞的 基本结构”的 第一节内容。本节课的 教学内容是 在 学习了细胞的 化学组成的 基础上 进行的,主要包括细胞膜的 功能、细胞膜的 物质组成、细胞膜的 探究历程、流动镶嵌模型等内容,这有利于学生巩固前面所学的 知识,又能为 学生学习细胞的 代谢作好铺垫,在 教材中起着承上 启下的 桥梁作用。生命观念:说出细胞膜的 结构与功能。科学思维:理解细胞膜的 结构与功能的 适应性。科学探究:通过模拟实验,探究膜的 透性。社会责任:认同科学研究需要丰富的 想象力,大胆质疑和勤奋实践以
2、及对科学的 热爱。1细胞膜的 主要功能；2流动镶嵌模型的 基本内容；3领悟科学研究的 过程与方法。PPT 展示相关图片,引出问题:细胞中有无细胞膜的 存在？材料:科学家用显微注射器将一种叫做伊红的 物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。结论:细胞作为 一个基本的 生命系统,它的 边界就是 细胞膜（质膜)。一、细胞膜的 功能 1、将细胞与外界坏境分隔开 人们普遍认为 生命起源于原始的 海洋,原始海洋中的 有机物逐渐聚集并且相互作用,演化出原始的 生命。在 原始海洋这盆稀薄的 热汤中,膜的 出现是 生命起源过程中至关重要的 阶段,它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的 细
3、胞,并成为 相对独立的 秕,保障了细胞内部环境的 相对稳定。实验分析:实验一:取 A、B 两个烧杯,分别加入等体积的 清水和沸水,然后将新鲜的 紫色苋菜叶分别浸入 A、B 两个烧杯中,观察颜色的 变化。实验二:取数量相等的 玉米粒两份,为 A、B 两组,将 B 组玉米粒煮熟,然后分别加入红墨水,几分钟后用缓水流冲洗两组玉米粒。思考:实验一中 B 烧杯的 水为 什么变成紫红色？而 A 烧杯颜色不变？实验二中 B 组玉米粒为 什么被染成红色,而 A 组的 颜色不变？你能根据实验现象推测细胞膜的 功能吗？2、控制物质进出细胞 “染色排除法”利用了活细胞的 细胞膜能够控制物质进出细胞的 原理。台盼蓝染
4、色剂是 细胞不需要的 物质,不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色。而死的 动物细胞的 细胞膜不具有控制物质进出细胞的 功能,所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内,使其被染色。3、进行细胞间的 信息交流 （1)细胞分泌化学物质,通过膜表面的 受体传递信息。（2)通过相邻细胞膜的 接触传递信息。精子和卵细胞之间的 识别和结合。（3)相邻细胞之间形成通道来传递信息。高等植物细胞之间通过胞间连丝传递信息。课堂互动:这些诗句说的 是 细胞膜的 什么功能？是 谁,隔开了原始海洋的 动荡 与外界环境分隔开 是 谁,奏鸣了生命的 交响 与外界环境分隔开 是 谁,为 我日夜守边防 控制物质进出细胞 是 谁,为
5、 我传信报安康。进行细胞间的 信息交流 啊,伟大的 细胞膜呀！没有你,我会是 何等模样！二、对细胞膜结构的 探索 材料 1:19 世纪末,欧文顿实验 假说:膜是 由脂质（磷脂)组成的。材料2:1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的 红细胞中提取脂质,在 空气水界面上 铺成单层分子。发现展开层后的 脂单层面积是 红细胞的 表面积的 2 倍。小知识:磷脂是 一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的 分子 观察在 水中的 分布情况:得.到结论:细胞膜中的 磷脂是 双层的。细胞膜的 两侧都有水环境存在。请大胆的 推测和想象一下在 这样的 环境中,细胞膜中的 磷脂分子可能怎么排布？材料
6、3:1935 年,英国学者丹尼利和戴维森研究发现,细胞的 表面张力明显低于油水界面的 表面张力,若油脂滴表面吸附有蛋白质则表面张力降低。结论:细胞膜除含有脂质分子外,可能还附有蛋白质。材料 4:20 世纪 40 年代,曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质,但直到 50 年代,电子显微镜的 诞生,科学家用它来观察细胞膜。1959 年罗伯特森（J.D.Robertsen)在 电镜下看到细胞膜清晰的 暗亮暗的 三层结构。提出假说:生物膜是 由“蛋白质脂质蛋白质”的 三层结构构成的 静态统一结构。把生物膜描述为 静态的 刚性结构,这显然与膜功能的 多样性相矛盾。膜静态模型不能解释下列现象:细胞的 生长
7、 变形虫的 变形运动 白细胞吞噬细菌 受精时细胞融合 植物细胞质壁分离和复原 材料5:1970年Larry Frye等科学家将人和鼠的 细胞表面膜蛋白分别用不同的 荧光标记后,让两种细胞融合,杂交细胞的 一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,在 37下经过 40 分钟,发现两种荧光抗体均匀分布。问题 1:该实验表明什么？细胞膜具有流动性。问题 2:根据已有的 生物知识或生活经验,你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的 证据。白细胞吞噬细菌的 过程；变形虫的 伪足运动现象；受精时细胞的 融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的 缢裂过程；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩；植物细胞的 质壁分离等。在 新的 观察和实验证
8、据的 基础上,又有学者提出一些关于生物膜的 分子结构模型。其中,1972 年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型为 大多数人所接受。三、流动镶嵌模型的 基本内容 1、膜的 组成成分:主要是 磷脂和蛋白质,还有少量的 糖类。2、膜的 基本支架:磷脂双分子层。（其中磷脂分子 的 亲水性头部朝向两侧,疏水性的 尾部朝向内侧)3、蛋白质分子的 位置:蛋白质分子有的 镶嵌在 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 横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的 不对称性)。4、结构特点:具有一定的 流动性。5、功能特点:具有挑选透过性。思考:我们已经知道:生物膜的 结构特性是 流动性,功能特性是 挑选透过性那么结构和功能有什么关系？生物膜的 结构和功能是 相适应的。本节课课堂设计较好地调动了学生的 学习热情,完成了本节的 既定目标,尤其是 对细胞膜结构的 探究历程,学生参与度极高,积极参与讨论,师生共同构建了生物膜的 流动镶嵌模型。但仍有无数细节方面值得.推敲和优化,引起学生成为 学习的 主题方面有很大的 努力空间。