科学家的故事　细胞世界探微三例新颖的课程导入教案

教学设计

3.1+4.2 细胞膜、生物膜模型

考纲要求

1.细胞膜的结构和功能

Ⅱ 层次

一、细胞膜-系统的边界

【知识梳理】

在细胞膜行使1．细胞膜的成分：

功能时起重要作用，因 ( ) 此，功能越复杂的细胞细胞膜的成分 ( ) 膜， 和 越 ( ) 多。

2．实验：体验制备细胞膜的方法

原理：细胞渗透作用吸水。

选材：选择 细胞，原因是细胞中没有细胞核和众多的 ，

方法 :细胞内的物质有一定的 ，如果把细胞放在清水中，水会 ，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到细胞膜了。

3．细胞膜的功能

(1) 将细胞与外界环境分隔开

的存在使细胞成为一个 的系统，为细胞的生命活动提供相对稳定的 。

(2) 控制物质进出细胞

细胞需要的 可以从外界进入细胞，细胞 ，或者 的物质不容易进入细胞。 ， 等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的 也要排到细胞外；但是细胞内的 等重要成分却不会流失到细胞外。

(3) 进行细胞间的信息交流

在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的,而是相互协调的，这种协调的实现不仅依赖于 和 的交换，也依赖于 。例如：

①细胞分泌的激素，随 到达全身各处，与 细胞的细胞膜表面的 结合；

②两个相邻的细胞的细胞膜接触，如 ；

③相邻的细胞之间形成 ，如高等植物细胞之间的 。

4．

细胞壁的化学成分和功能

成分：主要是 和 ；功能： 和 。

二、生物膜流动镶嵌模型

【知识梳理】

一、生物膜的探索历程：

（一）19世纪末，欧文顿根据 物质更容易通过细胞膜，提出膜是由 组成的。

（二）20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是 和 。

（三）1925年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为 。

（四）20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着 。

（五）1959年，罗伯特森认为生物膜由 三层结构构成，

中间的亮层是 ，两边的暗层是 。

（六）1970年，人鼠细胞荧光标记杂交实验表明，细胞膜的结构特点是具有 。

（七）1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的 模型为大多数人所接受。

二、生物膜流动镶嵌模型：

（一）基本内容：

1、 构成膜的基本支架，其结构特点是具有 。

2、蛋白质分子有的 表面，有的部分或全部 中，有的贯穿于 ；大多数蛋白质分子是可以 的。

3、细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成

，其作用是：保护、 、 、 等。糖类也可以和脂质结合形成 。

（二）组成成分及其在膜的分布和作用（右图）

（三）结构特点：流动性：

1、原因：膜结构中的 是可以运动的。

2、实例：

（

1）胞吞与胞吐； （2）变形虫捕食和运动时伪足的形成；（3）白细胞吞噬细菌；（4）受精时细胞的融合过程；

（5）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；（6）细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合）。

3、影响因素：主要受 影响，在适当的 范围内，随外界 升高，

膜的流动性 ，但 出一定范围，则导致膜的结构 。

（四）功能特点：选择透过性

1、实例：⑴植物根对矿质元素的选择性吸收

⑵神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出

⑶肾小管的重吸收和分泌 ⑷小肠的吸收等。

2、原因：遗传性决定 的种类和数量，从而也决定了 性。

3、实验探究：

(1)可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后有无溶液中，观察处理前后有无溶液颜色的变化。

(2)将种子切开，放入红墨水中，胚部分不被染红，而胚乳部分被染红。

（五）细胞膜的流动性和选择透过性的关系：

流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。

1、区别：流动性是细胞膜 方面的特性，选择透过性体现了细胞膜 方面的特性，

2、联系：细胞膜的 性是表现其 性的结构基础。因为只有细胞膜具有

性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出 性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。

总之，膜的组成、结构和功能可表示为下图：

【思考感悟】

细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的，保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是膜的流动性和选择透过性

考点一

分析细胞膜的成分、结构特点及功能特性的鉴定

1.磷脂分子是构成生物膜的重要成分，其结构示意图(如右图)。

(1)组成磷脂分子的元素有C、H、O、N、P。

(2)若单层磷脂分子层水界面排列如下图，请完善搅拌后的图。

2．完善细胞膜成分、结构及功能网络图并思考。

(1)流动性和选择透过性的原理分别是什么？

答案

流动性的原理：构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性的原理：膜上的载体蛋白的种类和数量。

(2)二者之间的区别和联系分别是什么？

答案

①区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。

②联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。

3．有关细胞膜的成分及功能特性的实验探究或鉴定。

(1)组成成分的鉴定

①实验：用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；脂溶性物质能够优先通过细胞膜；磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等都可说明细胞膜中含有脂质成分。

②实验：用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏；制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定，结果呈现紫色。则都说明细胞膜中含有蛋白质成分。

③实验：从细胞膜中提取某种物质，经非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；加入斐林试剂并加热出现砖红色沉淀，则说明该物质为糖蛋白。

(2)结构及结构特点的鉴定

①实验：将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。

②实验：采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。

上述实验现象可说明：细胞膜具有一定的流动性。

(3)功能及功能特性的鉴定

①实验：将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合，则说明细胞膜具有识别作用。

②实验：利用红墨水处理正常玉米种子和煮熟的玉米种子，对比观察处理后的两种种子的胚细胞的颜色变化。该实验可用于验证细胞膜具有选择透过性。