細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課件

第三章細胞的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能課型：新授課大概念：細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)內(nèi)容要求重要概念：細胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細胞各項生命活動具體概念：概述細胞膜都是質(zhì)膜包裹，質(zhì)膜將細胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進出細胞，并參與細胞間的信息交流學(xué)習(xí)目標(biāo)1、從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的角度闡釋細胞膜作為系統(tǒng)的邊界所具有的功能。2、通過分析細胞膜結(jié)構(gòu)模型建立的歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。3、通過構(gòu)建、闡述細胞膜的流動鑲嵌模型培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。聯(lián)系高考從情境角度分析，該專題如果以非選擇題形式考查，則基本上都是信息題，考查學(xué)生獲取和加工信息、分析和推理的能力。從知識角度分析，細胞膜的組成、結(jié)構(gòu)、功能考查頻率較高。從素養(yǎng)角度分析，重點考查結(jié)構(gòu)與功能觀、以及分析與推理、歸納與概括等科學(xué)思維。從四翼角度分析，以基礎(chǔ)性題目為主，雖有部分綜合性題目，但知識跨度和難度都不大。THEMAINCONTENTS01細胞膜的功能02對細胞膜成分的探索03對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索04流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容功能1：將細胞與外界環(huán)境分隔開膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段無機物→簡單有機物→復(fù)雜有機物→原始生命體鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細胞不會著色。這是為什么？活細胞的細胞膜具有選擇透過性，死細胞的細胞膜失去控制物質(zhì)進出細胞的功能。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容功能2：控制物質(zhì)進出細胞細胞（DNA等）營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）細胞代謝產(chǎn)生抗體、激素等細胞合成并分泌×細胞膜的控制作用是絕對的嗎？細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容細胞（DNA等）營養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、無機鹽、葡萄糖等）廢物（CO2、尿素等）細胞代謝產(chǎn)生抗體、激素等細胞合成并分泌×不需要、有害的物質(zhì)（如細菌、病毒等）不容易進入細胞膜的控制作用是相對的細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容討論：為什么雙黃蛋的兩個卵細胞不能結(jié)合，但卵細胞可以和精子結(jié)合完成受精作用？體現(xiàn)了細胞膜的什么功能？你認為同一片水域中，不同種類的魚的精子和卵細胞能否結(jié)合形成受精卵？細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容相鄰兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。例如，精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合。受體方式一：細胞間直接接觸細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容能不能定向運輸？內(nèi)分泌細胞分泌的激素（如胰島素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。受體（信號分子）方式二：信號分子間接傳遞信息細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，從而進行信息交流。不需要受體！方式三-形成通道細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容細胞膜的功能將

分隔開；控制物質(zhì)

；

進行細胞間的

。①直接接觸：如精卵識別結(jié)合，需要受體②化學(xué)物質(zhì)：如激素（胰島素），需要受體③形成通道：高等植物的胞間連絲，不需要受體細胞與外界環(huán)境進出細胞信息交流細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容資料1：1895年，歐文頓用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易穿過細胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易穿過細胞膜?！跋嗨葡嗳堋痹恚骸跋嗨啤笔侵溉苜|(zhì)與溶劑在結(jié)構(gòu)上相似，“相溶”是指溶質(zhì)與溶劑彼此互溶。推測：細胞膜是由脂質(zhì)組成的細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容為什么選擇哺乳動物的成熟紅細胞來提取細胞膜？哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器。結(jié)論：細胞膜是由脂質(zhì)組成的，磷脂。資料2：20世紀(jì)初，科學(xué)家從哺乳動物的成熟紅細胞中分離出純凈的細胞膜，并進行了化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容觀察磷脂分子的結(jié)構(gòu)并分析其特點小資料：磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷脂分子的磷酸“頭部”親水，脂肪酸“尾部”疏水。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容活動1：推測并畫出磷脂在水—空氣界面上的排布方式水空氣細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容活動2：多個磷脂分子在水中，總是自發(fā)的形成雙分子層，推測磷脂在水環(huán)境中屬于一下哪種排列方式。如何通過實驗證明，細胞膜中的磷脂是雙層呢？ABC水水水水水水細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容資料三：1925年，荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾從細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣---水界面鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)面積是細胞膜的2倍。結(jié)論：細胞膜中的磷脂是雙層的。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容資料四：1935年英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究了細胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。此前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了油脂的表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分，則表面張力會降低。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容水等液體會產(chǎn)生使表面盡可能縮小的力，這個力稱為“表面張力”。1935年時間丹尼利(J.fDanielli)和戴維森(H.Davson)人物實驗細胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。推論

研究細胞膜表面的張力，發(fā)現(xiàn)細胞表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。細胞表面張力＜油水界面張力有蛋白質(zhì)的油水界面張力＜油水界面張力細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容小結(jié)：細胞膜細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—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)。1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡的工作原理：電子束照射到大分子物質(zhì)上呈現(xiàn)黑暗，反之呈現(xiàn)光亮細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容20世紀(jì)60年代以后，科學(xué)家對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出質(zhì)疑：細胞膜的復(fù)雜功能將難以實現(xiàn)，就連細胞的生長、變形蟲的運動這樣的現(xiàn)象都難以解釋。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容科學(xué)家利用冰凍蝕刻技術(shù)，將細胞膜的兩層磷脂分子層劈開后，觀察到細胞膜斷裂面兩側(cè)在電鏡下呈現(xiàn)不同數(shù)量和形態(tài)的孔洞。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容推論：蛋白質(zhì)以不同的方式鑲嵌在磷脂雙分子層中細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容資料：電子顯微鏡下，細胞膜的厚度約為7~8nm，是單層磷脂厚度的兩倍，如果兩側(cè)加上的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm。資料：人工合成的不含蛋白質(zhì)的脂雙層也呈現(xiàn)為“暗-亮-暗”結(jié)構(gòu)。推論：需要對模型進一步修正1970年將人和鼠的細胞膜蛋白質(zhì)用不同的熒光染料標(biāo)記后融合。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容結(jié)論：1、膜蛋白具有流動性2、這一實驗和其他實驗共同說明細胞膜具有流動性在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年，辛格和尼科爾森提出新的生物膜模型——流動鑲嵌模型。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容合作探究：嘗試用粘土和磁吸紙構(gòu)建細胞膜的流動鑲嵌模型，流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容（1）細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容（2）磷脂分子層是膜的基本支架，其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或離子不能自由通過，具有屏障作用。磷脂雙分子層細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容（3）蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運輸?shù)确矫婢哂兄匾饔?。貫穿鑲在表面嵌入細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容（4）細胞膜不是靜止不動的，而是具有流動性，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。細胞膜的功能對細胞膜成分的探索對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索流動鑲嵌模型的內(nèi)容

課堂小結(jié)感悟反思科學(xué)在質(zhì)疑與創(chuàng)新中，不斷發(fā)展?？茖W(xué)理論的形成是一