资源简介

(共25张PPT)
第三章
细胞具有分工合作的复杂结构
沪科版
必修1
第1节
细胞都由质膜包裹
（课时1）
导入
据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音，这个方法是应用细胞膜具有信息交流这个功能。
导入
电子显微镜下的质膜
1674年，列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的200多年里，人们观察了更多类型的细胞，但却一直未能直接观察到质膜的存在，直到20世纪50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Robertson）才在电子显微镜下观察到质膜的结构（图3-2）。人类对质膜的认识经历了哪些阶段？作为细胞的界膜，质膜在结构和功能上必须具备哪些特点才能“恪尽职守”呢？
讲授新课
质膜主要由脂质和蛋白质构成
无论是真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层膜结构包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开，我们将其称为质膜（plasma
membrane），也称细胞膜。
活动：观看材料
科学家为了研究质膜的结构，设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质膜的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。
资料1]1895年，英国生物学家奥弗顿（E.Overton）利用多种化学物质对植物根毛细胞的透性进行实验，发现脂溶性物质比水溶性物质更容易透过质膜进入细胞中。
资料2]1917年，美国化学家朗缪尔（.Langmuir）将磷脂溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，磷脂分子在水面上分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且其磷酸基团的极性头部浸入水中，疏水端浮于水面。
对质膜结构的早期认识
讲授新课
资料3]1925年，荷兰生物学家霍尔特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）
用丙酮从人的红细胞中提取脂质，利用朗缪尔的方法，在空气-水界面上将其铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。
红细胞
提取脂质
脂质单分子层面积
从红细胞中提取脂质并测量分子层面积
1.奥弗顿的实验可以得出什么结论？
2.推测一下，红细胞质膜是由几层脂质分子组成的？
3.质膜内外都是以水为介质的液体环境，请猜测质膜中脂质的排列方式。
讨论活动:
细胞膜的组成成分中有脂质和蛋白质。
两层
1935年，英国生物学家丹尼利（J.Danielli）和达夫森（H.Davson）研究了质膜的张力。他们发现，细胞的表面张力明显低于油-水界面的张力，由此推断质膜除含有脂质分子外，可能还含有其他物质。随着研究的深入，人们认识到质膜主要由脂质和蛋白质组成。
1970年，美国生物学家弗赖伊（L.Frye）和埃迪登（H.Edidin）用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞与人细胞融合。两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。将融合细胞在37℃环境中培养40min，两种颜色的荧光均匀分布。可见，构成质膜的分子是可以运动的。
红色荧光染料标记的膜蛋白
绿色荧光染料标记的膜蛋白
小鼠细胞
人细胞
杂交细胞
细胞融合40min后
细胞融合
37℃培养
人-鼠细胞融合实验示意图
在探索质膜结构的过程中，科学家陆续提出一些质膜的结构模型。目前被普遍接受的是1972年英国生物化学家辛格（S.Singer）和美国细胞生物学家尼科尔森（G
Nicolson）提出的流动镶嵌模型。
细胞外
细胞质
糖蛋白
蛋白质
糖脂
磷脂双分子层
质膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型认为，质膜主要由脂质和蛋白质组成。
构成质膜的脂质主要为磷脂分子，它包括亲水性的头部和疏水性的尾部。磷脂分子以疏水性的尾部相对，亲水性的头部朝向两侧，构成了磷脂双分子层，以此作为质膜的基本骨架。
质膜中蛋白质的分布是不对称的，它们以不同深度覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。构成质膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以流动的。
在质膜外侧，有些膜蛋白和磷脂还与糖链结合，形成糖蛋白和糖脂，能帮助细胞识别化学信号和负责细胞间的相互识别。膜蛋白是质膜功能的主要执行者，占膜质量的40%~50%。质膜中的脂质除磷脂外，还有一些固醇类物质，其中胆固醇可以调节膜的流动性，增加膜的稳定性。
脂质（约50%）
蛋白质（约40%）
糖类（约2%-10%）
磷脂最丰富
动物细胞膜含有少量胆固醇
细胞膜中含有的元素主要有：C、H、O、N、P
糖蛋白具有识别作用
细胞外
细胞内
细胞膜
蛋白质
细胞膜的成分
知识补充：细胞膜上的糖类和蛋白质可相互结合形成——糖蛋白。糖蛋白是存在于细胞膜表面具有信息识别作用的物质。
癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜有关
易转移与细胞膜成分（特别是糖蛋白的减少）的改变有关
1997年德国生物学家西蒙斯等研究发现，质膜的磷脂双分子层并不是完全均勾的结构，内部存在富含胆固醇、鞘磷脂和特定种类膜蛋白的微小区堿。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结构致密，如同漂浮在磷脂双分子层上的“筏”，称为脂筏。脂筏载着具有生物功能的膜蛋白，就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号传递、物质的跨膜运输及病原体侵染细胞和蛋白质分选等均有密切的关系。脂筏最初可能在内质网上形成，转运到质膜上后，有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。据推测，个直径100mm大小的脂筏可能载有600个蛋白质分子。
阅读活动:脂筏模型
肿瘤的血液检验报告单
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关,如产生甲胎蛋白、癌胚抗原等。
拓展
为什么细胞壁不是植物细胞的边界？
细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。
拓展
导图：
主要成分
脂质：磷脂最丰富
蛋白质
糖类（少）
概念：真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层膜结构包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开，我们将其称为质膜。
细胞膜
1.下列有关细胞膜的叙述，正确的是（　　）
A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的
B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含的蛋白质功能相同
C．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
D．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D
课堂练习
2.组成细胞膜的主要成分是（　　）
A．糖类??蛋白质
B．磷脂??蛋白质
C．糖脂??糖蛋白
D．磷脂??胆固醇
B
课堂练习
3.下列关于细胞膜的叙述，错误的是（　　）
A．细胞膜的组成成分主要是糖蛋白和糖脂
B．不同的细胞膜上可能存在相同的蛋白质
C．变形虫的运动主要依赖细胞膜的流动性
D．病毒识别宿主细胞依赖细胞膜表面受体
A
课堂练习
谢谢
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3.1细胞都由质膜包裹（课时1）教学设计
课题
3.1细胞都由质膜包裹（课时1）
单元
必修1
学科
生物
年级
高中
教材分析
本节是高中教材第一册第3章生命的结构基础"中第1节的内容学要求为B级。本节内容分为2课时，第1课时内容包含质膜主要由脂质和蛋白质构成，第2课时包括质膜具有多种功能。在学习本节内容之前，学生已学习过生命的物质基础，了解了组成细胞的无机物和有机物种类，为学习细胞膜的结构提供了很好的理论基础。同时，本节内容与后续的细胞核和细胞器以及光合作用和呼吸作用都有较密切的关系能够为以后进一步的认识生命活动规律奠定基础。
学习目标与核心素养
1知识与技能（1）理解细胞膜的组成成分和结构特点（2）理解物质通过细胞膜的几种方式和特点（3）理解细胞吸水和失水的原理（4）知道细胞通过细胞膜上的受体来接受外界的信息（5）认识细胞膜的结构与其功能相统一2过程与方法（1）述细胞膜的磷脂双分子层结构以及磷脂分子与蛋白质分子的关系（2）能运用细胞吸水和失水的原理来解释生活和生产实践中的有关现象（3）能通过观察和对比来归纳问题、总结规律。3情感态度与价值观（1）感悟生物体中膜结构的重要性（2）通过学习细胞膜的组成、结构和功能，感悟其在结构和功能上相互适应的辩证观点（3）体验并树立生物体结构和功能相适应、局部与整体相协调的科学世界观生命观念：明确细胞膜的结构与其功能相统一科学思维：运用细胞吸水和失水的原理来解释生活和生产实践中的有关现象科学探究：社会责任：感悟细胞膜的组成、结构和功能上相互适应的辩证观点。
重点
教学重点：（1）细胞膜的化学组成和结构特（2）被动运输、主动运输和胞吞胞吐。（3）细胞渗透吸水的原理。（4）理解细胞膜能够进行信恳交流的结构基础。
难点
教学难点：（1）细胞膜的结构特点和功能特点。（2）比较物质进出细胞的几种方式。（3）细胞吸水和失水的原理
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
第1课时
1674年，列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的200多年里，人们观察了更多类型的细胞，但却一直未能直接观察到质膜的存在，直到20世纪50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Robertson）才在电子显微镜下观察到质膜的结构（图3-2）。人类对质膜的认识经历了哪些阶段？作为细胞的界膜，质膜在结构和功能上必须具备哪些特点才能“恪尽职守”呢？
学生思考并猜想，讨论回答。
通过发现细胞膜的历史过程，引导学生进一步思考质膜在结构和功能上的特点。
新课讲授质膜主要由脂质和蛋白质构成对质膜结构的早期认识孟德尔遗传规律的再发现孟德尔遗传规律的应用
无论是真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层膜结构包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开，我们将其称为质膜（plasma
membrane），也称细胞膜。
科学家为了研究质膜的结构，设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质膜的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。资料1]1895年，英国生物学家奥弗顿（E.Overton）利用多种化学物质对植物根毛细胞的透性进行实验，发现脂溶性物质比水溶性物质更容易透过质膜进入细胞中。资料2]1917年，美国化学家朗缪尔（.Langmuir）将磷脂溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，磷脂分子在水面上分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且其磷酸基团的极性头部浸入水中，疏水端浮于水面。资料3]1925年，荷兰生物学家霍尔特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取脂质，利用朗缪尔的方法，在空气-水界面上将其铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。活动讨论：1.奥弗顿的实验可以得出什么结论？2.推测一下，红细胞质膜是由几层脂质分子组成的？3.质膜内外都是以水为介质的液体环境，请猜测质膜中脂质的排列方式。1935年，英国生物学家丹尼利（J.Danielli）和达夫森（H.Davson）研究了质膜的张力。他们发现，细胞的表面张力明显低于油-水界面的张力，由此推断质膜除含有脂质分子外，可能还含有其他物质。随着研究的深入，人们认识到质膜主要由脂质和蛋白质组成。1970年，美国生物学家弗赖伊（L.Frye）和埃迪登（H.Edidin）用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞与人细胞融合。两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。将融合细胞在37℃环境中培养40min，两种颜色的荧光均匀分布。可见，构成质膜的分子是可以运动的。在探索质膜结构的过程中，科学家陆续提出一些质膜的结构模型。目前被普遍接受的是1972年英国生物化学家辛格（S.Singer）和美国细胞生物学家尼科尔森（G
Nicolson）提出的流动镶嵌模型。1流动镶嵌模型认为，质膜主要由脂质和蛋白质组成。构成质膜的脂质主要为磷脂分子，它包括亲水性的头部和疏水性的尾部。磷脂分子以疏水性的尾部相对，亲水性的头部朝向两侧，构成了磷脂双分子层，以此作为质膜的基本骨架。质膜中蛋白质的分布是不对称的，它们以不同深度覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。构成质膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以流动的。在质膜外侧，有些膜蛋白和磷脂还与糖链结合，形成糖蛋白和糖脂，能帮助细胞识别化学信号和负责细胞间的相互识别。膜蛋白是质膜功能的主要执行者，占膜质量的40%~50%。质膜中的脂质除磷脂外，还有一些固醇类物质，其中胆固醇可以调节膜的流动性，增加膜的稳定性。活动：观看动画阅读活动：1997年德国生物学家西蒙斯等研究发现，质膜的磷脂双分子层并不是完全均勾的结构，内部存在富含胆固醇、鞘磷脂和特定种类膜蛋白的微小区堿。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结构致密，如同漂浮在磷脂双分子层上的“筏”，称为脂筏。脂筏载着具有生物功能的膜蛋白，就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号传递、物质的跨膜运输及病原体侵染细胞和蛋白质分选等均有密切的关系。脂筏最初可能在内质网上形成，转运到质膜上后，有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。据推测，个直径100mm大小的脂筏可能载有600个蛋白质分子。拓展：癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关,如产生甲胎蛋白、癌胚抗原等。
阅读课本关于细胞膜的描述，理解并掌握细胞膜的概念。仔细阅读材料，并根据老师提出的问题思考讨论，查找资料、回答问题。学生思考讨论，并回答问题。阅读课本材料，了解质膜的组成成分及其特征的发现过程。通过美国生物学家弗赖伊和埃迪登的“人-鼠细胞融合”实验可以推论出构成质膜的分子是可以运动的。学生了解在探索质膜结构的过程中，科学家陆续提出的一些质膜结构模型，感受科学探索中模型的重要性。学生理解质膜内部详细的结构组成及其成分占比。学生观看动画演示，直观地感受质膜的结构及其运动。学生阅读课本材料，整体感知本节知识内容，拓宽知识眼界。
引导学生先整体理解细胞膜的概念，形成初步认知。了解对质膜结构的认识过程，从而感受科学探究的意义及研究的科学性，从发现过程中思考问题，加强学生对于质膜结构的认识和理解。通过回答问题，形成知识的内化，且培养了学生了思考分析能力。通过展示质膜结构的发现过程，引导学生理解抽象结构的得出不是凭空臆想，而是有一定研究方法或依据的。通过图文结合的实验展示过程，使质膜结构的特征更加具体说服力。通过流动镶嵌模型的提出，引导学生思考并理解流动镶嵌模型的特点，从而逐步揭开质膜结构内部神秘的面纱。通过对质膜内部结构的详细了解，加深学生对于质膜结构的整体理解与内化。通过直观感受质膜的内部结构，不仅帮助学生吸收理解新知，还培养了学生的科学思维。通过阅读活动及拓展知识的学习，培养了学生对细胞膜的组成、结构相互适应的辩证观点，用知识拯救生命的社会责任。
小试牛刀：1.
下列有关细胞膜的叙述，正确的是（D　）A．细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B．细胞膜与线粒体膜、核膜中所含的蛋白质功能相同C．膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的D．分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象2.
.组成细胞膜的主要成分是（　B　）
A．糖类??蛋白质
B．磷脂??蛋白质
C．糖脂??糖蛋白
D．磷脂??胆固醇
A．此题涉及到4种性状
B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型
C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合体
D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为1/4
3.
下列关于细胞膜的叙述，错误的是（A　）
A．细胞膜的组成成分主要是糖蛋白和糖脂
B．不同的细胞膜上可能存在相同的蛋白质
C．变形虫的运动主要依赖细胞膜的流动性
D．病毒识别宿主细胞依赖细胞膜表面受体
思考、回答问题
通过精选习题，检测并巩固学生课堂所学内容。
课堂小结
师（总结）：今天这节课我们了解了质膜结构组成。主要内容包括以下内容：质膜主要由脂质和蛋白质构成
总结、归纳本课所学
师生共同总结回顾知识，强化重点知识，加深对知识的掌握
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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