细胞膜（1）细胞膜的结构、物质通过细胞膜的方式优秀说课稿

3.1细胞膜

南汇一中

朱是一

教材分析：

本节课是上海科学技术出版社高级中学课本《生命科学》高中第一册（试用本）第三章《生命的结构基础》的第一节《细胞膜》。它在初中教材细胞三大基本结构的基础上进一步探讨细胞膜的亚显微结构，从物质组成与结构的统一和结构与功能的统一的角度去剖析细胞膜的几大作用。这部分内容是理解细胞成为生命实现物质交换、信息传递基础的途径之一，也是体会细胞是生物体生命活动的结构单位和功能单位的桥梁。

教学重点难点分析

（1）．

细胞膜的结构和功能是教学重点。学好细胞膜结构和功能知识，对后续章节的学习影响较大。细胞膜知识是学习植物水分代谢、矿质代谢、光合和呼吸作用以及动物新陈代谢的基础。细胞膜的结构特点和功能特性与细胞的物质交换、能量转换、信息传递、激素调节等都有密切关系。

（2）．

细胞膜具有一定的流动性、细胞膜的功能特性是教学难点。要让学生理解细胞膜具有一定的流动性的结构特点，必须与细胞膜的功能密切联系，要讲清楚细胞膜的成分和结构层次。正是由于构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子排列、分布的疏密程度不同，不均匀性以及作为骨架的磷脂双分子层的迁移、自转、水平运动等特点，加之蛋白质载体的特异性，才能保证细胞膜具有选择透过性。

（3）．比较三种物质进出细胞膜的方式是教学的重点。要让学生理解的记忆哪种物质用哪种方式进出细胞膜。

学情分析

细胞膜是学生初中就已学过的细胞基本结构之一，学生对此非常熟悉。但对细胞膜的详细结构和功能还知之甚少。上一章学生已学过生物体中有机化合物的有关知识，在此基础上学习本节内容，可使学生更容易地将一些抽象、复杂的内容形象化，也可使学生对知识点的理解更深刻、学得更好。

教学目标设计

1、

知识与技能目标：

（1）概述细胞膜的结构及特点

（2）解释细胞膜的主要功能

（3）知道物质进出细胞膜的主要方式及有代表性的物质名称

（4）解释植物细胞吸收水分的原理

2、

过程与方法目标：

通过内外溶液的浓度差异及细胞膜等的选择透过性，感受细胞的原生质体与细胞壁分离的过程并懂得渗透吸水的原理

3、

情感与态度价值观：

（1）在探究植物吸收水分的原理实验过程中，初步学会与他人合作、合理分工、懂得尊重他人

（2）通过细胞膜结构和功能的学习，认识到生物体物质组成与结构的一致性，初步认识生物体结构与功能相统一的观点，并逐步激发探索生命奥秘的热情

教学过程：

[复习引入] 我们知道组成生物体的最小单位——细胞。初中阶段我们学习了细胞的主要结构，有哪些呢？细胞膜、细胞质、细胞核。

1、细胞膜的作用

任何一个系统都有边界，细胞的边界就是细胞膜，一般厚度为7—10纳米。细胞膜作为细胞的边界有什么作用呢？它使细胞与周围环境隔离开，维持着相对稳定的细胞内环境，并具有保护细胞的作用，同时通过细胞膜实现内外物质的交换和信息的交流。

2、细胞膜的化学成分

什么样的物质可以进出细胞，

早在19世纪末

，科学家就对此做了探索。

材料一：E. Overton 于1895 发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜。并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。

这一发现说明什么问题呢？因此推测细胞膜由连续的脂类物质组成。

然而，这仅是推测，怎样才能证明它的对错呢？

研究细胞膜的化学组成，首先要把细胞膜和细胞的其它结构分离开。你觉得应该选用什么细胞，采用什么方法获得细胞膜？

血液中的红细胞，因为人和其它哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞壁、细胞核和众多的细胞器，所以用红细胞做实验材料。细胞在清水中吸水涨破，细胞内的物质流出来，从而得到细胞膜。

材料二：E. Gorter & F. Grendel 1925 用有机溶剂提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。

通过这一实验你能推测出什么来呢？因而推测细胞膜由双层脂分子组成。

在细胞膜中除了有脂质物质外，还有没有其他成分呢？

材料三：J. Danielli & H. Davson 1935 发现细胞膜的表面张力比油－水界面的张力低得多，已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。另外细胞膜还能被蛋白酶分解。

通过这一发现你又能推测出什么吗？推测膜中含有蛋白质

。

综合一下细胞膜究竟是由哪些化学物质构成的呢？双层脂分子+蛋白质。

除了这两种物质外还有没有其他物质呢？我们来看这张表格。从这张表格我们发现了细胞膜主要由蛋白质、磷质、糖脂、胆固醇等化学成分构成的。

3、细胞膜的化学结构

这些化学成分是如何搭建成细胞膜的呢？

J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。

然后放大再来看看它的结构。

磷脂双分子层：细胞膜的基本骨架。亲水基会伸向外侧，疏水基伸向内侧。

蛋白质分子：镶嵌在磷脂双分子层内、贯穿在磷脂双分子层内、覆盖在磷脂双分子层表面。

有一些糖分子分别与蛋白质和磷脂结合，构成糖蛋白和糖脂。这些多糖链就是细胞间互相识别的“信号天线”，并且呼吸道和消化道细胞膜表面的糖蛋白还有保护和润滑作用。

4、细胞膜的特点

构成细胞膜的分子是运动的还是静止的呢？

1970年两位科学家做了下列实验：

1）用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质

2）用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质

3）把人细胞和鼠细胞融合、融合后的细胞一半发红色荧光,另一半发绿色荧光。

4）融合后的细胞在37℃下培养40分钟后，

红色荧光和绿色荧光均匀分布

结论：细胞膜上具有流动性。

细胞膜是一个动态的液状结构，磷脂双层与蛋白质分子都是可以移动的，磷脂双层有如大海，蛋白质有如在海上漂流的船。

5、物质通过细胞膜的方式

每一个活的细胞必须不断地与周围环境进行物质交换，即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？

1）被动运输：物质从高浓度的一侧扩散到低浓度的一侧。

a.自由扩散：像氧气、二氧化碳等分子量较小的物质，脂溶性的物质（细胞膜内含有大量脂质）就可以自由穿过细胞膜。

b.协助扩散：钠离子、氯离子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等物质必须要与细胞膜上的蛋白质相结合后才能通过细胞膜，细胞膜上的蛋白质我们称为载体，因此协助扩散需要有载体的帮助。血浆中葡萄糖进入红细胞。

2）主动运输：物质从低浓度的一侧移到高浓度的一侧。

在海洋中，海带内含有大量的碘，海带细胞里的碘浓度要比海水中碘浓度约高200万倍，非但细胞里的碘没有扩散到海水中，相反海带细胞还能从海水中摄取碘，它是通过什么方式吸收碘的呢？通过主动运输，就像水泵把水从低的地方输送到高的地方，不仅需要消耗能量，而且也需要载体的帮助。

主动运输是物质金出活细胞的主要方式。再例如：

神经细胞，肌肉细胞中钾离子浓度为细胞外的30倍，细胞外钠离子浓度比细胞内约高13倍，但细胞仍然不断积累钾离子和排出钠离子。这是因为各种细胞的细胞膜上普遍存在着一种“钠钾泵”的结构，简称为“钠泵”，它们的作用就是能够逆着浓度差主动地把细胞外液中的K+移入膜内，同时不断地把进入细胞的Na+移出膜外,因而形成和保持了K+、Na+在膜两侧的正常浓度差。

葡萄糖也可以用主动运输方式通过细胞膜。例如，小肠绒毛的上皮细胞可以用主动运输方式吸收葡萄糖，因此，小肠上皮细胞内的葡萄糖的浓度可以超过肠腔中的葡萄糖浓度的数倍以上。

3）胞吞和胞吐

白细胞吞噬细菌病毒就通过这种方式。白细胞接触到侵入人体的细菌时，与细菌接触部分的细胞膜内陷，形成小囊，然后小囊从细胞膜上分离下来，于是细菌就被包围在小囊内，进入细胞内部，被细胞消化。这种方式称为胞吞。细胞内的小囊泡被运输到细胞膜内侧，与细胞膜融合在一起，并且向细胞外张开，释放内含物。

总结：

方向

载体

能量

自由扩散

低→高

×

×

协助扩散

低→高

√

×

主动运输

高→低

√

√

K+进入细胞，Na+出细胞，小举例 O2、CO2、甘油等脂溶性物质

血浆中葡萄糖进入红细胞

肠上皮细胞吸收葡萄糖

细胞膜的特点：选择透过性膜

6、细胞膜对信息的接受

细胞膜不仅能够保护细胞内部、控制物质出入，还具有与细胞外界进行信息交流的功能。

当我们兴奋或害怕时，通常会感到心跳加快。这是什么原因呢？这是因为在神经系统调节下肾上腺分泌的肾上腺素通过血液运送到心脏，使心跳加快、加强，让血液携带更多的氧和糖供给细胞，使细胞在短时间内产生比较多的能量，我们就变得反应机敏，而且有足够的力量对付危险的处境或者能尽快的逃脱。

肾上腺素是如何作用于心肌细胞的呢？其实，肾上腺素是生物体内的一种激素。肾上腺素不能进入心肌细胞，但是它可以与心肌细胞膜上的一种特殊的蛋白质——受体结合，由此引起细胞内的一系列化学反应，使心肌细胞收缩力增强，收缩频率加快。细胞膜上有各种各样的受体，可接受不同的信息。