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3.1 细胞膜的结构和功能
第1课时 细胞膜的功能、细胞膜成分的探索
美国实验细胞学家R.钱伯斯用显微注射器将伊红注射到变形虫内，伊红很快地扩散到整个细胞，但不能很快地逸出细胞。
细胞的边界：细胞膜（质膜）
思考：伊红为什么不会很快逸出细胞？此实验说明了什么？
膜的出现对生命起源过程至关重要，将生命物质与外界环境隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。保障了细胞内部环境的相对稳定性。
细胞膜功能1：将细胞与外界环境隔开
元素
无机物 有机物
↓
生物大分子
任务一：认识细胞膜的功能
细胞
细胞膜的出现
问题1：这些生物大分子对于生命来说重不重要？
2：生物大分子的出现是否意味着生命的出现？
3：生命出现的标志是什么？
任务一：认识细胞膜的功能
请同学们阅读课本问题探讨和P40控制物质进出细胞的内容，完成学案活动1（时间2min )
1.分析“问题探讨”中的实验现象，台盼蓝染液是细胞需要的物质吗？为什么活细胞没有被染色？
2.哪些物质可以进出细胞，哪些物质不可以进出细胞？
3.细胞不需要的物质一定不能进入细胞吗？举例说明
细胞膜的功能2：控制物质进出细胞
控制作用是相对的
任务一：认识细胞膜的功能
场景： 在球场上，当你看到足球很快速向你头部飞奔过来，你会迅速躲避或用胳膊阻挡。
思考1：哪些细胞参与完成了上述活动？他们发挥的具体作用是什么？
尝试分析下列活动现象，并完成学案活动2的思考题。（时间2min）
思考2：上述细胞之间是如何实现相互沟通的呢？
眼部组织细胞、神经元细胞、肌肉细胞等
信息交流
认识细胞间信息交流过程中细胞膜的作用。
图2
相邻两个细胞的细胞膜接触
精子和卵细胞的识别和结合
图1
不相邻的两个细胞之间的信息交流
认识细胞间信息交流过程中细胞膜的作用。
生物体的许多正常生命活动有赖于细胞间的信息交流，而信息交流大多又与膜的结构有关。
细胞膜的功能3：进行细胞间的信息交流
任务二：对细胞膜成分的探索
请同学们阅读课本42页第1段和第2段和第5段，总结细胞膜由什么组成？（时间4min）
科学家
研究方法
结果及结论
欧文顿
其他科学家
丹尼利和戴维森
利用多种化学物质对植物细胞的通透性
结果：溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。
结论：细胞膜是由脂质组成的。
利用哺乳动物成熟红细胞制备纯净的细胞膜，进行化学分析。
结果：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
结论：细胞膜是由脂质组成的。
研究细胞膜的张力
结果：细胞表面张力明显低于油--水界面的表面张力。结论：细胞膜除了含有脂质分子以外，可能还附有蛋白质。
2O世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。
证实：细胞膜中含有蛋白质
推测
证实
推测
如何证实？
生物膜种类 磷脂/% 固醇/% 蛋白质/% 糖类/%
哺乳动物红细胞 33 10 49 8
玉米叶肉细胞 26 7 47 20
大肠杆菌 25 0 75 0
归纳概括
活动6：分析比较数据，概括细胞膜成分的异同
细胞膜的成分有：
脂质（磷脂为主）、蛋白质、糖类
课堂小结
细胞是一个基本的生命系统，细胞膜是这个微观生命系统的边界。
细胞膜不仅把细胞与外界环境分隔开，还具有控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流等作用。
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还含有少量糖类。
3.1 细胞膜的结构和功能
第2课时 细胞膜的结构探索历程及生物膜的流动镶嵌模型
学习目标：
1、分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容。
2、分析对细胞膜结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
根据卫生部肿瘤防治办公室的数据显示，近20年来，每5个死亡者中就有一个死于癌症，癌症已经成为夺去患者生命的头号杀手，抗癌药物的研发和使用成为社会普遍关注的焦点。
1、为什么使用磷脂分子构建人工脂质体？
2、携带抗癌药物的脂质体又是如何将药物送入癌变细胞的？
问题探讨
观察磷脂分子的结构并分析其特点
资料1：1917年欧文·朗缪尔（Langmuir）将磷脂溶于苯后，将它们铺于水面，待苯挥发完全，磷脂分子分布散乱，通过可移动挡板，将磷脂分子挤成单层。
请同学们根据磷脂分子的特点，完成活动1---推测并画出磷脂分子在空气--水界面排布方式。
时间（2min）
任务一：对细胞膜结构的探索
根据磷脂分子的特点，完成活动2---推测并画出磷脂分子在水环境中的排布方式。(时间3min)
磷脂分子在水环境中的分布
根据磷脂分子特点，分析推测细胞膜中磷脂分子的排布情况。
任务一：对细胞膜结构的探索
水
水
A
B
资料2： 1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气---水界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。
证明了细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。
任务一：对细胞膜结构的探索
放大
如何证明细胞膜是由两层磷脂分子组成？
活动4：请同学们阅读课本43页第2、3、4自然段，完成下表内容填写。
电子显微镜
蛋白质-脂质-蛋白质
暗-亮-暗
细胞生长、变形虫的变形运动
静态统一
新发现：蛋白质分子镶嵌、部分或全部嵌入、贯穿于脂双层
冰冻蚀刻技术
电子显微镜
蛋白质-脂质-蛋白质
暗-亮-暗
荧光标记
细胞生长、变形虫的变形运动
蛋白质分子
融合
两种颜色的荧光均匀分布
流动性
静态统一
1972年，辛格和尼科尔森根据前人的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”,被大多数人接受。
汉水丑生侯伟作品
细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
①磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。
②蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输、信息传递等方面具有重要作用。
1972年，辛格和尼科尔森根据前人的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”,被大多数人接受。
③构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。因此流动镶嵌模型的一个动态的模型，细胞膜具有流动性，细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
1972年，辛格和尼科尔森根据前人的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”,被大多数人接受。
汉水丑生侯伟作品
细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫做糖被，糖被在细胞生命活动中有重要的功能，例如糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
脂双层为基本骨架
磷脂
蛋白质
镶嵌、嵌入、贯穿
细胞膜
糖类(少)
组分
内部疏水，屏障
物质运输等
细胞表面
信息传递等
1.将细胞与外界环境分隔开
结构
功能
2.控制物质进出细胞 (选择透过性)
3.进行细胞间的信息交流
流动性
理解细胞膜结构与其功能相适应
学以致用
下图是由磷脂分子构成的脂质体，他可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。
1、为什么使用磷脂分子构建人工脂质体？
2、携带抗癌药物的脂质体又是如何将药物送入癌变细胞的？
因为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层
脂质体与病变细胞膜融合，利用了生物膜的流动性
3、紫杉醇是脂溶性抗癌药物，人参皂苷g35组合物是水溶性抗癌药物，应分别包裹在脂质体的什么位置？
4、如何保证脂质体将药物送至特定细胞？
脂质体表面添加与靶细胞表面受体特异性识别的糖蛋白
下图是由磷脂分子构成的脂质体，他可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。
a
b
包裹在b处
包裹在a处

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