第1节细胞膜的结构和功能教学目标1．阐明细胞核的结构和功能。2．简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。3．尝试利用废旧物品制作生物膜模型。4．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。5．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。教学重难点【教学重点】1．细胞膜的功能。2．生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。【教学难点】1．形象地理解细胞膜的功能，体会细胞膜作为细胞这个生命系统的边界的重要意义。2．生物膜的空间立体结构。3．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。教学过程一、导入新课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，却不能逸出细胞。此实验说明了什么？细胞存在边界——细胞膜。二、讲授新课（一）细胞膜的功能细胞膜与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等功能密切相关。细胞膜的主要功能包括以下三个方面：1．将细胞与外界环境分隔开。膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。细胞膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。推测的原始海洋景观想象图2．控制物质进出细胞。注意：细胞膜的控制作用是相对的。3．进行细胞间的信息交流。细胞间信息交流的方式多种多样。（1）内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。（2）相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。（3）相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，如植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流。细胞膜的这些功能，与它的结构密切相关。拓展：细胞壁在植物细胞膜外还有由细胞分泌的纤维素、果胶等物质构成的细胞壁。对细胞具有机械支持和保护的作用，同时还能防止细胞吸涨而破裂，保持细胞正常形态。举例：用纤维素酶除掉细胞壁的植物细胞不再保持原来的形态。将这样的细胞放置在清水中时，它会像红细胞一样吸水破裂。（二）对细胞膜结构的探索1．对细胞膜成分的探索19世纪末，欧文顿（E.Overton）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。据此推测：膜是由脂质组成的。20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，组成细胞膜的脂质有磷脂和固醇，并且通过化学分析得知其中磷脂含量最多。磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。1925年，荷兰科学家戈特等人用丙酮从人的红细胞中提取磷脂，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2倍。得出结论：细胞膜由两层磷脂分子构成。1935年，英国学者丹尼利（J.F.Danielli）和戴维森（H.Davson）研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。对细胞膜成分的研究发现，细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2%~10%。2．对细胞膜结构的探索1959年，罗伯森特在电镜下看到了暗-明-暗三层结构，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。三明治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。1970年，科学家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。这一实验结果表明：细胞膜具有流动性。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、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...
