2021学年第1节 细胞膜的结构和功能教学课件ppt

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：

得出结论：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

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：

　具有选择透过性。

思考：我们已经知道：生物膜的结构特性是流动性，功能特性是选择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。但仍有很多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。