第三章第1节 细胞膜
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第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、教材分析本节内容选自新人教版高中生物必修一第三章第一节《细胞膜的结构与功能》,主要包含了细胞膜的获取、成分和功能,对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用,又对物质的输入输出做出了铺垫,具有承上启下的作用,内在联系是“功能-结构-功能”,而且有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。
所以将细胞膜的成分、功能与生物膜的流动镶嵌模型相结合更有利于学生从整体上系统掌握细胞膜的功能及与功能相适应的结构。
二、学情分析学生在知识储备上对细胞与细胞之间的关系已经有了感性认识,了解了细胞的结构,并且对组成细胞的化合物有了一定的掌握。
教师在讲解内容时可借助多媒体技术,帮助学生识记和理解。
三、教学目标1.简述细胞膜的结构和功能。
2.说出流动镶嵌模型的基本内容。
3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程,认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
四、教学重难点1.教学重点(1)细胞膜的功能(2)流动镶嵌模型的主要内容2.教学难点(1)细胞膜的结构与其组成成分的内在联系(2)对细胞膜结构的探索五、教学方法讲授法、直观教学法、自主学习法六、教学过程(一)明确学习目标师:课件展示本节重点:1.结合实例理解细胞膜的结构和功能的适应性(生命观念)2.借助模型识记细胞膜的结构特点(科学思维)一细胞膜有哪些主要功能?一流动镶嵌模型的基本内容是什么?一通过对细胞膜结构的探索过程的分析,你对科学的过程和方法有哪些领悟?(二)课堂导入:问题探讨师:展示课本P40的问题探讨有关台盼蓝实验能使死细胞染色的资料,展示相关图片。
引导学生思考相关问题,并讲解。
讨论1:L为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?提示:染料台盼蓝是细胞不需要的物质,活细胞的细胞膜可以阻止台盼蓝进入细胞,死细胞的细胞膜不能,台盼蓝能通过细胞膜进人细胞,死细胞能被染成蓝色。
生:思考回答。
(活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的能力)讨论2:据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能?提示:细胞膜作为细胞的边界,具有控制物质进出细胞的功能。
第1节细胞膜的结构和功能课标内容要求核心素养对接概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。
1.生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观。
2.科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。
3.科学思维——流动镶嵌模型及其解读。
一、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开细胞膜使细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定。
2.控制物质进出细胞(1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;细胞不需要的物质不容易进入细胞。
(2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外,细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。
(3)环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞,说明这种控制作用是相对的。
3.进行细胞间的信息交流方式过程通过体液的运输信号分子通过血液的运输到达靶细胞,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞,如胰岛素细胞间直信号分子和细胞膜结合在一起,只能和相邻细胞的细胞膜上的受体1.探索过程(1)脂质(约占细胞膜总质量的50%)⎩⎨⎧磷脂(主要)胆固醇(动物细胞膜) (2)蛋白质(约占40%):与细胞膜的功能密度相关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
(3)糖类(2%~10%):与蛋白质分子或脂质结合。
三、对细胞膜结构的探索1.提出暗—亮—暗的三层结构(1)科学家:罗伯特森。
(2)模型假说:①所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
②把细胞膜描述为静态的统一结构。
2.对静态结构提出质疑:20世纪60年代以后,科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。
3.1970年荧光标记细胞膜实验 4.科学方法——提出假说科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说,再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
一种假说最终被接受或被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
必修一生物第三章第一节细胞膜1. 细胞膜的结构细胞膜是细胞的外包层,由磷脂双分子层和一些膜蛋白组成。
磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的疏水尾部,形成了双分子层结构。
膜蛋白包括通道蛋白、受体蛋白、酶蛋白等,它们在细胞膜中具有多种功能。
2. 细胞膜的功能细胞膜有多种重要的功能,包括: - 维持细胞的完整性:细胞膜作为细胞的外包层,维持了细胞内环境的稳定性,防止细胞溶解或失去功能。
- 控制物质的进出:细胞膜具有选择性渗透性,通过膜蛋白调控物质的进出,保持细胞内外物质的平衡。
- 传导信号:细胞膜上的受体蛋白可以识别特定的信号分子,从而转导信号到细胞内,并触发相应的生物过程。
- 细胞识别和黏附:细胞膜上的糖蛋白可以作为呈现细胞特异性标志物的支架,参与细胞间的识别和黏附。
3. 细胞膜的渗透性细胞膜具有选择性渗透性,可以控制物质的进出。
对于小分子物质和非极性分子,可以通过细胞膜的磷脂双分子层进行扩散。
而对于大分子物质或极性分子,需要依赖膜蛋白进行特异性转运。
细胞膜上的通道蛋白可以形成孔道,以便水分子和离子等小分子物质通过。
而载体蛋白则通过结合物质并经历构象变化来实现物质的转运。
这些蛋白通道和载体的选择性能够确保只有特定的物质可以进入或释放出细胞。
4. 细胞膜的流动性细胞膜是一个具有流动性的结构。
由于脂质双分子层及蛋白分子的存在,细胞膜能够进行自由的侧向流动,这种流动性被称为“流动性”。
细胞膜的流动性有助于维持细胞膜上膜蛋白的正常功能,例如蛋白通道的打开和关闭。
此外,流动性还可以使细胞膜上的脂质和蛋白更好地参与细胞内外的相互作用,从而影响细胞的生物活性。
5. 细胞膜的特殊结构在某些特殊情况下,细胞膜可以形成一些特殊的结构。
例如,细胞膜的小囊泡结构可以用于运输物质。
小囊泡在细胞内外之间进行快速的融合和分离,实现物质的运输。
此外,细胞膜还可以形成一些突起,例如细胞骨架起到维持细胞形态和结构的作用。
6. 细胞膜与疾病细胞膜在一些疾病中发挥着重要的作用。
第1节细胞膜──系统的边界教案
一、教学目标
1.简述细胞膜的成分和功能
2.进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验,体验制备细胞膜的方法。
3.认同细胞膜作为系统的边界,对于细胞这个生命系统的重要意义。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(1)细胞膜的成分和功能。
(2)细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
2.教学难点
(1)用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。
(2)细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
四、答案和提示
(一)问题探讨
1.提示:气泡是光亮的,里面只有空气。
细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构,而且是一个立体的结构,在显微镜下,通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。
光学显微镜下不能看见细胞膜,但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。
2.提示:在电子显微镜诞生之前,科学家已经能够确定细胞膜的存在了。
依据的实验事实主要有:进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障,并不是所有的物质都能进入细胞;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,却不能很快逸出细胞;在光学显微镜下看到,用微针触碰细胞表面时,细胞表面有弹性,可以伸展;用微针插入细胞内,细胞表面有一层结构被刺破;如果细胞表面结构受损面过大,细胞会死亡。
(二)实验
提示:细胞破裂后细胞内物质流出,细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样,可以采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开,得到较纯的细胞膜。
(三)练习
基础题
1.C。
2.A。
3.C。
拓展题
1.提示:把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入,阻挡其他物质出入的作用。
这样类比也有不妥当的地方。
例如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯;细胞膜的结构和功能要复杂得多。
细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程;而窗纱是没有生命的,它只是被动地在起作用。
2.提示:“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。
台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质,不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色。
而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能,所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内,使其被染色。