细胞膜（1）细胞膜的结构、物质通过细胞膜的方式PPT配套优秀教学设计内容

3.1

细胞膜

一、教学目标

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各种方式。

（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信息。

2、过程与方法

描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。

3、情感态度与价值观

通过学习细胞膜的组成、结构和功能，逐步感悟结构与功能相适应的辩证观点。

二、教学重难点

1、重点

（1）细胞膜的化学组成和结构特点。

（2）被动运输、主动运输和胞吞胞吐。。

（3）细胞渗透吸水的原理。

2、难点

（1）细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的。

（2）细胞吸水和失水的原理。

三、课时安排

3课时。

四、教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

教学说明

区分原生质和原生质层的概念，为后面的学习作铺垫。

一、生物体除病毒外，所有生物结构和功能的基本单位是细结构功能单胞。区分两个概念：原生质和原生质层。原生质由细胞位——细胞

膜、细胞质和细胞核组成，相当于一个动物细胞；而原生质层由细胞膜、细胞质和液泡膜组成。细胞壁是植物

细胞特有的结构，起着支持和保护细胞的作用，主要成分是纤维素和果胶，具有全透性。

二、细胞膜（质膜）——单层膜

1、组成成分：

任何系统都有一个边界，边界把系统内部和外部分隔开来。例如，国与国之间有国界，人体的皮肤、黏膜就是人体内部与外界环境的边界。边界对系统的稳定性至关重要，那么细胞作为一个基本的生命系统，她的边界是什么呢？

下面我们就来学习细胞膜——系统的边界。

首先我们一起跟随研究者来探究一下细胞膜的成分。

1

看书并回答：细胞膜

2、组成元素：

3、结构：

4、结构特点：

资料1：1859年，E.Oerton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究，发现凡是易溶于脂类的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂类的物质，也不容易穿过膜。

资料2：人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质。用这种物质处理细胞膜，会使细胞膜分解。

思考：根据以上资料思考细胞膜在组成上有何特点? 经过研究，组成细胞膜的脂质主要为磷脂。PPT展示磷脂分子的模式图片并进行适当说明。

研究者还发现，细胞膜中还含有少量的糖类和胆固醇。因此，我们可以知道，细胞膜的主要成分有磷脂、蛋白质、少量的糖类和胆固醇。

从成分中我们可以得出细胞膜的组成元素有哪些？

根据磷脂分子的结构特点，请学生尝试画出磷脂分子在以下情况中的排列方式：

（1）磷脂分子在空气――水界面上铺展成单分子层

（2）磷脂分子置于水中（单层形式）

资料3：1925年，E.Gorter和F.grendel两位荷兰科学家用有机溶剂丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气---水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。

由此我们可以得出什么结论？细胞膜是单层膜吗？

细胞膜的结构究竟是怎样的呢？请学生阅读教材P36图3-1“细胞膜结构模式图”并回答细胞膜的结构特点。

教师进行纠正并指出细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，膜外侧有少量多糖。磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，蛋白质分子有的附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同深度镶嵌或者贯穿在磷脂双分子层中。膜外侧的多糖与磷脂结合形成糖脂，与蛋白质结合形成糖蛋白（有细胞识别的作用）。

资料4：1970年弗雷和埃迪登的人-鼠细胞融合实验：荧光标记蛋白质。（注意：应在不破坏细胞结构，保持细胞活性的情况下观察。）

提问：人细胞与鼠细胞为什么能融合？这个过程发生了

2

讨论并回答：说明细胞膜中含有脂质和蛋白质。

CHONP。

交流讨论，根据材料推结论：细胞膜是由两层磷脂分子构成，而非单层。

阅读教材并回答。

思考，讨论。

理解科学探索的执着与艰辛，学生应养成科学思考的习惯。

完成教学目标2

完成教学目标1（1）

5、功能：

6、功能特点：

什么变化？是进行怎样的结果？这个实验反映了细胞膜的什么特点？

强调磷脂分子可以移动，蛋白质分子也可以，所以细胞膜就像流体一样，具有一定的流动性，我们称为半流动性，这是细胞膜的结构特点。

指出影响细胞膜半流动性的主要因素是温度。温度升高，流动性增加；降低：流动性下降。

细胞膜有什么功能呢？

①保护。细胞膜作为系统的边界，最显著的功能是分隔作用。将细胞膜与外界环境分隔开，保持了相对稳定的细胞内部环境。就好像学校的围墙一样，围墙把校园与校外分隔开来，保证了校园环境的稳定，让同学们可以安心学习。

②信息交流。在多细胞生物体内，每个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存，因此，细胞之间也像人一样需要彼此之间交流信息。细胞之间交流信息与细胞膜上的受体有着密切的关系。

思考

③细胞识别。刚才提到，细胞膜表面的糖蛋白具有细胞

识别功能。

④控制物质进出。既然细胞膜是细胞的边界，这就好像

皮肤是我们人体的边界一样，我们的皮肤可以阻止一些

病毒、细菌等进入我们体内，细胞膜也应该有类似的功

能。

思考：有人把细胞膜的这个功能比喻窗纱，窗纱能有相同之处：将小虫挡在外面，而能让空气进入，你认为这种比喻恰对通过的物质有选择性。也当吗？有没有不妥的地方？

有不同之处：

细胞膜对进出

细胞的物质的

选择有主动

性。而窗纱没

有，只是机械

的阻隔。

资料5：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，却不能逸出活细胞吸收物细胞。伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？

质具有选择细胞膜具有选择性，细胞需要的营养物质允许进性。

入，而细胞不需要的，或者对细胞有害的物质就不容易

进入细胞。细胞膜的这种生理功能我们称之为“选择透过性”。不过选择透过性只有活的细胞的细胞膜也具有，细胞死亡，这种选择透过性就丧失了。

完成教学目标1（4）

完成教学目标3

3

三、物质进出细胞膜的方式

1、离子、小分子、微粒

输

活细胞必须不断与周围环境进行物质交换，从环境中摄取营养物质，并将代谢废物排到细胞外。物质是怎样进出细胞的呢？不同物质进出细胞的方式是否相同呢？

A．离子、小分子、微粒：

先来回忆一个大家做过的一个初中物理实验。在变成浅红色的了吧！它是从高浓度到低浓度运动吧，大家一定很清楚这就是扩散试验，那么它具有什么特点呢？下面请同学们回答几个问题：

（1）这个过程需要借助外界帮助吗？

（2）这个过程需要能量吗？

（3）这个过程能从低浓度到高浓度吗？

这种物质运动的方式会不会出现在细胞的跨膜运输上呢？当然可以。像水、氧气、二氧化碳、甘油等小分子物质可以不需要外界力量的帮助就能直接跨越细胞膜，进入细胞。细胞中这种类似物理上的扩散运动的

回答：

（1）不需要

（2）不需要

（3）不能

思考并总结自由扩散的概念及特点。

学生观察动画，思考并回答问题。

相同点：

（1）不需要消耗能量；

（2）从高浓度到低浓度。

不同点：

需要借助蛋白质的辅助

总结协助扩散的定义及特点。

归纳小结。

（1）被动运一个盛有清水的烧杯中滴一滴红墨水后会怎么样呢？运输方式称为自由扩散。

O2、CO2、甘油等通过自由扩散进出细胞，葡萄糖、

氨基酸跨膜运输的方式和它们一样吗？

PPT展示葡萄糖进入红细胞的动画，引导学生仔细

观察：葡萄糖跨红细胞膜运输的过程有什么特征？

葡萄糖的跨膜运输，并不是简单地通过磷脂双分

子层，而是需要在蛋白质的辅助下，才能顺利通过，我

们把这种蛋白质称为载体蛋白。除了需要载体蛋白，我

们还发现，这种运输方式，与前边的自由扩散比较，有

相同点也有不同点，分别是什么呢？

这种方式同样也是顺浓度梯度进行的。由于需要

蛋白质的辅助，我们将它称为协助扩散，请大家归纳一

下协助扩散的定义。

不论是自由扩散还是协助扩散，它们都从高浓度到

低浓度扩散，都不需要消耗能量，针对这一点，我们可

以把它们归为一类——被动运输。

提问：被动运输有什么特点呢？

（2）主动运资料：轮藻细胞中的K+浓度比它所生存的环境中K输（主要方+ 多63倍，海带细胞中的I- 比海水高出40倍，人的式）：

红细胞中的K+比血浆高30倍，而红细胞中的Na+ 浓度

却是血浆中Na+ 的浓度的1／6。这些离子为什么能逆

浓度梯度运输呢？

4

提高学生总结能力。

通过观察协助扩散的动画过程，逐步培养学生观察和语言表达的能力。

提高学生总结能力。

让学生自己总结，提高总结概括能力。完成教学目标1（2）

2、大分子颗粒物

（1）胞吞

（2）胞吐

PPT展示主动运输示意图并提出问题：K+、Na+跨膜运输有什么特征？

我们可以看到，某些离子的运输，都是从低浓度向高浓度进行，因此他们在需要载体蛋白辅助的同时，还接受了来自ATP的能量，从而顺利地进行物质运输。我们把这种方式称为主动运输，它是物质进出细胞膜的主要方式。

主动运输有哪些特征呢？

生物体中，很多的物质运输都是通过主动运输进行的，比如各种离子、氨基酸等。主动运输消耗了能量，可以保证细胞根据自身需要，主动选择吸收需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。这是它的意义所在。

引导学生完成三种跨膜运输方式的比较表。

B．大分子颗粒物：

刚才所讲的都是小分子物质的运输，但我们在初中学习过，生物体的免疫系统可以将外来的大分子异物吞噬，这种过程又是如何实现的？

当大分子物质要通过细胞膜进入细胞时，需要首先与膜接触，细胞膜内陷形成小囊，接着小囊分离形成囊泡，从而最终进入细胞内部，我们将这种运输方式称为胞吞。

同样的道理，当细胞需要向外排出异物时，也是首

（1）从低浓度

到高浓度

（2）需要载体

（3）需要消耗

能量

认真思考并掌

握主动运输的

例子与意义。

掌握胞吞的过程、概念。

先形成囊泡，接着囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，掌握胞吐的过从而将大分子物质运送出去。我们将其称为胞吐。

程、概念。

四、细胞的青菜从田园中采摘回来之后放了几天，会出现什么萎焉；

吸水和失水

放入清水中

现象呢？我们能否想个办法让青菜恢复原状呢？

1、成熟植物

产生萎焉现象是由于水分的丢失，而恢复原状是因

细胞吸水的主要方式—为细胞重新获得了水分。那么，在这个问题中，涉及到

—渗透吸水

水分进出细胞的过程，今天我们就来学习细胞的吸水和

失水这样一个知识点。首先我们把像水分进出青菜细胞

的这样一种方式给它一个特定的名称，叫做渗透。那么

渗透的确切的定义是什么呢？我们一起来学习一下。

接下来我们一起来看黑板上的这个植物细胞，进一

步明确渗透的定义。

（1）介绍原生质层；

（2）让学生自行总结渗透的定义。

在教师的引导

5 通过一个小情境激发学生的兴趣，同时由现象引出定义，加深学生对概念的理解和记忆。

2、渗透作用的条件

3、渗透作用的原理

4、质壁分离与复原

（1）质壁分离

（2）质壁分离复原

使学生明确：

（1）运动的对象：水

（2）结构基础：原生质层

（3）流动的方式：扩散

渗透吸水是水或其他溶剂分子通过半透膜扩散从而使细胞吸收水分的方式。成熟植物细胞吸水的主要方式是渗透吸水。

从植物细胞水分吸收收的方式上看，不是所有的植物细胞都能够进行渗透吸水，那么发生渗透作用究竟要满足怎样的条件呢？从渗透吸水的概念中我们是否可以找到发生渗透作用的条件呢？

（1）具有半透膜

（2）膜两侧溶液具有浓度差

既然渗透作用发生的条件是半透膜两侧具有浓度差，那么浓度不同的两个溶液之间的水分是如何流动的呢？

原来，水分是由溶液浓度低的一侧流向溶液浓度高的一侧。因此，浓度低的一侧失水，而浓度高的一侧吸水。这就是渗透作用的原理。

大多数同学可能都吃过腌黄瓜或是凉拌黄瓜，那么我们有没有注意到，黄瓜在制作前后的体积形态有什么变化？同样，当萝卜条被放入浓盐水中时，会出现什么现象？而放入清水中呢？当然这种体积上的变化并不能一直持续下去。这是为什么呢？这种现象与什么因素有关呢？

前面我们学习了成熟植物细胞通过渗透作用吸水和失水，下面，我们通过植物细胞的质壁分离和复原现象这一实验来证明植物细胞的吸水和失水。

当把萝卜条放入浓盐水中时，由于细胞液的浓度小于外界溶液的浓度，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，细胞不断失水，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。

此时，若把萝卜条取出，放入清水中，由于细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中，细胞逐渐吸水，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的形态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。

渗透的定义，

教师作必要的

补充和修改。

思考并回答。

完成教学目标1

（3）

逐渐缩小变

软，而周围的

浆汁变多。因

为黄瓜脱水。

体积缩小。

体积变大。

下自己总结出

总结

布置作业

以提问的形式进行。

导学。

6

五、教学流程图

引入新课

↓

生物体结构功能单位——细胞

↓

细胞膜

↓

物质进出细胞膜的方式

↓

细胞的吸水和失水

↓

总结

↓

布置作业

五、板书设计

一、生物体结构功能单位——细胞

原生质：细胞膜、细胞质、细胞核

原生质层：细胞膜、细胞质、液泡膜

细胞壁：由纤维素、果胶构成，全透性，支持和保护细胞

二、细胞膜（质膜）——单层膜

1、组成元素：CHONP 2、组成成分：

（1）磷脂、蛋白质

（2）多糖

（3）胆固醇

3、结构：

中间层：磷脂双分子层——基本骨架

内外侧：蛋白质——附着、镶嵌、贯穿

糖蛋白（外侧）——细胞识别

糖脂（外侧）——多糖、磷脂构成

4、结构特点：半流动性

影响因素：温度（升高：流动性增加；降低：流动性下降）

5、功能：

①保护

②细胞识别，血型决定

③信息交流

④控制物质进出

6、功能特点：选择透过性

三、物质进出细胞膜的方式

7

1、离子、小分子、微粒

（1）被动运输：高浓度→低浓度，不耗能

①自由扩散：不需载体

②协助扩散：需载体

（2）主动运输（主要方式）：低浓度→高浓度，耗能，需载体

2、大分子颗粒物

（1）胞吞

（2）胞吐

四、细胞的吸水和失水

1、成熟植物细胞吸水的主要方式——渗透吸水

2、渗透作用的条件

半透膜：原生质层（细胞膜、细胞质、液泡膜）——选择透过性

半透膜两侧溶液有浓度差

3、渗透作用的原理

4、质壁分离与复原

（1）质壁分离

细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，原生质层与细胞壁分离

（2）质壁分离复原

细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，原生质层与细胞壁靠近

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