3.1 细胞膜的结构和功能 导学案【新教材】人教版(2019)高中生物必修一

第三章细胞的基本结构细胞膜的结构和功能导学案第1节主备人：课型：自主审核：高一生物备课组集体备课时间：1、从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能（生命观念）。2、分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容（科学思维）。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（科学探究）。教学重点：1、细胞膜的功能；2、流动镶嵌模型的主要内容。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过程。一、细胞膜的功能1、将细胞与分隔开：将生命物质与分隔开，保障了细胞内部环境的。2、控制物质进出细胞(1)细胞需要的可以从外界进入细胞。(2)细胞产生的、和排到细胞外。(3)细胞膜的控制作用是的。3、进行细胞间的信息交流细胞间信息交流的方式：（1）通过细胞分泌的间接传递信息；（2）通过相邻两细胞的直接接触传递信息；（3）通过相邻两细胞之间形成进行信息交流。如高等植物细胞之间通过相互连接，也有信息交流的作用。二、细胞膜成分的探索历程1、1895年，欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验。发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。据此推测：细胞膜是由组成的。2、20世纪初，一些科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有和，其中含量最多。磷脂分子的头部是的，尾部是的。多个磷脂分子在水中总是自发地形成。3、1925年，荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用从红细胞中提取脂质，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倍。他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的层。4、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一水界面的表面张力。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。【总结】对细胞膜成分的研究发现，细胞膜主要是由和组成的。此外，还有少量的。在组成细胞膜的中，最丰富，此外还有少量的。功能越复杂的细胞膜，的种类与数量就越多。三、细胞膜结构的探索历程1、1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的——的三层结构。提出了所有的细胞膜都由——三层结构构成，他把细胞膜描述为的统一结构。2、1970年，科学家分别用红色、绿色荧光标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，并将这两种细胞融合。在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。这一实验以及相关的其他实验证据表明：细胞膜具有。3、1972年，辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）在新的观察和实验证据的基础上，提出了。其基本内容为：细胞膜主要是由分子和分子构成的。是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的在磷脂双分子层表面，有的部分或全部磷脂双分子层中，有的于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。细胞膜不是静止不动的，而是具有。主要表现为构成细胞膜的磷脂分子可以，膜中的蛋白质，这对于细胞完成物质运输、、、运动等功能都是非常重要的。细胞膜的外表面还有分子，它和蛋白质分子结合形成的，或与脂质结合形成的，这些分子叫做。其与细胞表面的、细胞间的等功能有密切关系。【课堂作业】1.某科研小组欲获得纯净的细胞膜，以研究其成分及功能。请你帮助设计一个简易实验。(1)选取哺乳动物的作为获取细胞膜纯净物的来源。A.成熟的红细胞B.神经细胞C.白细胞D.口腔上皮细胞(2)将选取的材料放入中，一段时间后细胞将破裂。(3)将膜成分分离提纯后，用试剂可鉴定其中的蛋白质，具体现象是出现色。2.下列有关细胞膜的叙述，错误的是()A.构成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质B.不同细胞的细胞膜中的磷脂分子的分布是有区别的C.细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的种类和数量越少D.细胞膜上的蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用3.下图所示为某生理活动的一个过程，这一过程体现出细胞膜的哪一项功能()A.控制物质进出细胞B.将细胞与外界环境分隔开C.具有选择透过性D.进行细胞间的信息交流4.下列不属于细胞间信息交流实例的是()A.垂体分泌的促甲状腺激素通过血液运输到甲状腺，与甲状腺细胞膜表面的受体结合B.精子和卵细胞之间的识别和结合C.高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流D.细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递5.细胞膜是细胞这个生命系统的边界，其作用不可替代，下列有关说法正确的是()A.细胞膜能严格地控制物质进出细胞，所以生物会一直保持健康B.并不是所有细胞的边界都是细胞膜C.器官移植时的异体排斥反应是细胞间信息交流的结果D.精子和卵细胞、胰岛B细胞产生的胰岛素和肝细胞进行信息交流的方式相同第三章细胞的基本结构细胞膜的结构和功能导学案第1节主备人：闵锐课型：自主审核：高一生物备课组集体备课时间：2020.02.241、从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能（生命观念）。2、分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容（科学思维）。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（科学探究）。教学重点：1、细胞膜的功能；2、流动镶嵌模型的主要内容。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过程。一、细胞膜的功能1、将细胞与外界环境分隔开：将生命物质与外界环境分隔开，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。(2)细胞产生的抗体、激素和废物排到细胞外。(3)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：（1）通过细胞分泌的激素间接传递信息；（2）通过相邻两细胞的细胞膜直接接触传递信息；（3）通过相邻两细胞之间形成通道进行信息交流。如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。二、细胞膜成分的探索历程1、1895年，欧文顿（E.Overton）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验。发现细胞膜对不同物质的通透性不一样。据此推测：细胞膜是由脂质组成的。2、20世纪初，一些科学家利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。3、1925年，荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从红细胞中提取脂质，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2倍。他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。4、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一水界面的表面张力。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。【总结】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。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。三、细胞膜结构的探索历程1、1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。提出了所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构。2、1970年，科学家分别用红色、绿色荧光标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，并将这两种细胞融合。在37℃下经过40min，两种颜色的荧光均匀分布。这一实验以及相关的其他实验证据表明：细胞膜具有流动性。3、1972年，辛格（S.J.Singer）和尼科尔森（G.Nicolson）在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。其基本内容为：细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性。主要表现为构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动，这对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫做糖被。其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。【课堂作业】1.某科研小组欲获得纯净的细胞膜，以研究其成分及功能。请你帮助设计一个简易实验。(1)选取哺乳动物的作为获取细胞膜纯净物的来源。A.成熟的红细胞B.神经细胞C.白细胞D.口腔上皮细胞(2)将选取的材料放入蒸馏水（清水）中，一段时间后细胞将破裂。(3)将膜成分分离提纯后，用双缩脲试剂可鉴定其中的蛋白质，具体现象是出现紫色。2.下列有关细胞膜的叙述，错误的是(B)A.构成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质B.不同细胞的细胞膜中的磷脂分子的分布是有区别的C.细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的种类和数量越少D.细胞膜上的蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用3.下图所示为某生理活动的一个过程，这一过程体现出细胞膜的哪一项功能(D)A.控制物质进出细胞B.将细胞与外界环境分隔开C.具有选择透过性D.进行细胞间的信息交流4.下列不属于细胞间信息交流实例的是(D)A.垂体分泌的促甲状腺激素通过血液运输到甲状腺，与甲状腺细胞膜表面的受体结合B.精子和卵细胞之间的识别和结合C.高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流D.细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递5.细胞膜是细胞这个生命系统的边界，其作用不可替代，下列有关说法正确的是(C)A.细胞膜能严格地控制物质进出细胞，所以生物会一直保持健康B.并不是所有细胞的边界都是细胞膜C.器官移植时的异体排斥反应是细胞间信息交流的结果D.精子和卵细胞、胰岛B细胞产生的胰岛素和肝细胞进行信息交流的方式相同