人教版高中生物必修一第四章第1节《物质跨膜运输的实例》复习教案(9页)

细胞膜的物质组成、结构和功能

张家口第四中学 李凌虹

一、复习目标

1.知识与技能

（1）简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。 （2）举例说明生物膜具有流动性特点。

（3）通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律。 (4) 通过分析细胞膜的功能，树立生物结构与功能相适应的生物学辩证观点 （5）通过分析细胞膜的结构和功能的统一，总结出细胞膜的特点。 （6）探索细胞膜在实际生活中的具体应用。 2.过程与方法

（1）通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。 （2）发挥空间想象力，通过制作模型，构建细胞膜的空间立体结构。 3.情感态度与价值观

（1）生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的

生物学辩证观点。

（2）正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想

象，并通过实验进一步验证。

（3）正确认识技术在科学研究中所起的作用。 二、复习重点、难点和解决方法 1．复习重点：

（1）科学家对生物膜结构的探索历程。 （2）生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。 解决方法：

设计问题串分析讨论后，让学生归纳总结流动镶嵌模型的基本要点。 2．复习难点：

（1）对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一。 （2）生物膜的空间立体结构。 （3）生物膜的流动性特点。

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解决方法：

用设问法讲解生物膜结构的探索历程，在层层剥去“笋衣”中显现结构与功能相适应的观点。 三、课时安排：1课时

四、教学方法：讲述法、启发式。 五、板书设计

细胞膜的制备 探究 细胞膜的成分 组成 细胞膜的结构 统一 细胞膜的应用 教学程序 1.引入 2.细胞膜提出问题： 生物体都有一个共同的特点，身体与外部的环境总是怎么样的？ 细胞作为生命活动的基本单位，也有结构使细胞和外界隔绝开来，那就是细胞膜。 要想了解细胞膜，先要提取到细 以讨论小组的形式开展课堂讨论交流 原理：人的红细胞在低渗溶液中由于过度吸水而涨破，从而得到细胞膜。 材料：人的红细胞的稀释液 选材的原因：人的红细胞没有细胞核及细胞器等膜结构，避免了对实验的干扰。 提纯细胞膜的方法：引流法、差速离心法 实验中注意的细节：实验台要平整；用吸水纸引流，并注意在显微镜下观察细胞 拓展 教师活动 回答问题： 生物体和外部环境是隔绝开来，体内体外的物质不能随意进出 细胞膜的特性 总结 细胞膜的功能 六、复习过程 学生活动 的提取实胞膜 验 提出问题： 制备细胞膜实验的原理、材料、选材的原因、实验步骤、提纯细胞膜的方法、实验中注意的细节分别是什么？ 第2页/共9页

3.细胞膜的成分 提出问题： 在刚才这个同学的回答中，还有那些不够严密的地方？ 提出问题： 细胞膜的组成成分是什么呢？我们是如何知道的？ 大家看，最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分回答问题： 1． 应该用哺乳动物成熟的红细胞，而不一定是人的红细胞 2． 应该在显微镜下观察细胞的形态 3． 应该用缓水流边加水边用吸水纸引流 以讨论小组的形式开展课堂讨论交流 19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。 提出假说：膜是由脂质组成的。 是从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel两位科析还是通过对膜成分的提取和鉴定？ 学分离纯化了红细胞，从一定数量的红细胞中抽 假如你是当时的科学家，当你做实验时发现单分子的磷脂分子正好是红细胞的两倍时，大胆地展开你的想象力，你能做出什么假说？ 提出问题： 那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？ 提脂类，按Langmuir的方法进行展层，并比较展层后的脂单层的面积和根据体积所推算的总面积，发现提取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为（1.8～2.2）∶1，约为两倍。 细胞膜中的磷脂是两层的。 1935年J. Danielli ＆ H. Davson发现质膜的表面张力比油—水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质。 第3页/共9页

单位膜结构模型继承了前人的有关“脂双层”和“蛋白质—脂类—蛋白质”三明治模型的结论，又成功地利用了先进的电子显微镜的观察结果作为证据。但是他将生物膜描述为静态的刚性的结构，这一点很快又被新的技术手段下的实验所否定。 提出问题： 有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？ 提出假说：提出了“蛋白质—脂类—蛋白质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年在上述基础上提出了修正模型。 1959年罗伯特森用提出假说：连续的脂质双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，通过静电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质—磷脂—蛋白质的三层结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。单位膜模型的主要不足在于：把生物膜的结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。 以讨论小组的形式开展课堂讨论交流 1970年Larry Frye等将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。例如物质跨膜运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、提出假说：细胞膜具有流动性。 第4页/共9页

细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关。荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，成功地指出细胞膜具有流动性。 实际上，一些很简单的例子也能说明膜具有流动性，如我们初中学习的白细胞会吞噬细菌就是一个很好的例子。 提出问题： 大家再想想类似的还有什么例子？ 以讨论小组的形式开展课堂讨论交流 在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有科学家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的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 提出问题： 流动镶嵌模型的具体内容是什么？ 以讨论小组的形式开展课堂讨论交流 （1）磷脂双分子层是生物膜的基本支架。 （2）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。这里体现了膜结构内外的不对称性。 （3）在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系。 （4）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。 （5）大多数的蛋白质也是可以运动的，也体变形虫的变形运动； 植物细胞的质壁分离； 动物细胞吸水膨胀和失水皱缩。 第5页/共9页