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《细胞都由质膜包裹》教学设计
课题
第一节
细胞都由质膜包裹
单元
第三章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
学习目标：认识质膜结构和功能。1.文化基础：分析概述质膜结构和功能。2.自主发展：通过质膜结构和功能的认识，确立结构与功能观。3.社会参与：形成归纳和概括、模型与建模的科学思维。
重点
认识质膜结构和功能
难点
通过质膜结构和功能的认识，确立结构与功能观。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
播放视频《一分钟了解质膜》
课前查阅资料，观看视频，了解质膜基本知识。
借助视频，浏览质膜基本知识，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
1674
年，列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的
200
多年里，人们观察了更多类型的细胞，但一直未能直接观察到质膜的存在，直到20世纪
50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Robertson）才在电子显微镜下观察到质膜的结构。一、质膜主要由脂质和蛋白质构成质膜（plasma
membrane），也称细胞膜。无论是真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层质膜包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开。1.1895年，英国生物学家奥弗顿（E.Overton）利用多种化学物质对植物根毛细胞的___________进行实验，发现_________________比水溶性物质更容易透过质膜进入细胞中。分析讨论1:
奥弗顿的实验可以得出什么结论?提示：质膜由脂质分子构成。2.1917年，美国化学家朗缪尔（ILangmuir）将___________溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，_______________在水面上分布散乱，经过推挤，____________排列成了________，而且其_____________的极性头部浸入水中，______________浮于水面。3.1925
年荷兰生物学家霍尔特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取_________，利用朗缪尔的方法，在空气-水界面上将其铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的_______倍。分析讨论2：推测一下，红细胞质膜是由几层脂质分子组成的?提示：红细胞质膜是由两层脂质分子组成的。分析讨论3：质膜内外都是以水为介质的液体环境，请猜测质膜中脂质的排列方式。提示：膜由双层磷脂围成，且磷脂分子以亲水性的头部朝向细胞内外的水环境，而以疏水性的尾部彼此相对形成磷脂双分子层疏水性区域。4.1935年，英国生物学家丹尼利（J.Danielli）和达夫森（H.
Davson）研究了_________________。他们发现，细胞的表面张力明显_________油-水界面的张力，由此推断质膜除含有脂质分子外，可能还含有其他物质。随着研究的深入，人们认识到质膜主要由____________________组成。5.1970年，美国生物学家弗赖伊（L.Frye）和埃迪登（H.
Edidin）进行___________。用____________染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用_____________染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞与人细胞___________。将融合细胞在
37℃环境中培养
40
min，两种颜色的荧光_____________。可见，构成质膜的分子是可以___________的。6.1972年英国生物化学家辛格（S.
Singer）和美国细胞生物学家尼科尔森（G.
Nicolson
）提出的流动镶嵌模型（fluid
mosaic
model）。流动镶嵌模型认为，质膜主要由脂质和蛋白质组成。构成质膜的脂质主要为磷脂分子，它包括亲水性的头部和疏水性的尾部。磷脂分子以疏水性的尾部相对，亲水性的头部朝向两侧，构成了磷脂
双分子层，以此作为质膜的基本骨架。二、质膜具有多种功能1、细胞与外界环境所发生的一切联系和反应都要通过质膜来完成。膜的出现后产生了原始细胞，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，具有选择透过性（1）细胞需要的营养物质可以进入细胞。（2）细胞不需要或对细胞有害的物质不容易进入细胞。（3）抗体、激素等物质在细胞内合成后可以分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外。(4）核酸等重要成分不会流失到细胞外。3、进行细胞间的信息交流多细胞生物体生命活动的完成，不仅依赖物质和能量的交换，也有利于信息交流（1）通过化学物质传递信息（2）通过膜直接接触传递信息（3）通过细胞通道传递信息5.作为细胞的界膜，质膜将细胞与其_______________分开，并通过控制进出细胞的____________，以及和周边环境的有效_______________，为细胞的生命活动提供了__________________的内部环境。6.植物细胞都具有细胞壁。细胞壁位于___________，其主要成分是__________和____________。具有________________、维持细胞形态的作用。三、学业检测与巩固练习1.1961年英国科学家将磷脂和水混合后，施加超声波处理，获得了由磷脂双分子层包被的封闭型囊泡状结构——脂质体（如左下图所示）。（1）据图分析∶形成脂质体的两层磷脂分子亲水端的分布有什么特点?提示：亲水端都朝向两侧的水环境。（2）比较脂质体与质膜的磷脂分子分布，说明为什么质膜能使细胞与其生活的环境有效地隔离开。提示：磷脂分子的疏水性尾部相对，质膜内外水环境不能直接相通，从而有效隔离开细胞与其生活环境。（3）试论述质膜上分布着大量蛋白质具有什么意义。提示：蛋白质是质膜功能的主要承担者，物质进出质膜主要是蛋白质转运的，质膜的细胞识别和信息交流功能也是蛋白质承担的。如果将药物与磷脂溶液混合，脂质体在形成过程中就可以把药物包被在内。如果在脂质体表面引入导向分子如上图，例如能识别特定癌细胞的特异性抗体，把药物定向输送到特定癌细胞，从而可以避免误伤正常体细胞。根据脂质体的特点，请分析这一技术还可以运用于哪些方面。提示：还可运用于治疗寄生虫病、运载抗菌药物等。2.质膜的流动镶嵌模型强调了膜结构的流动性和不对称性，对质膜的结构和功能作出了较为科学的解释。据右图回答下列问题∶（1）在图中标注出①②③的名称，并说出质膜结构具有不对称性的主要方面。提示：①糖蛋白②蛋白质③磷脂双分
子层质
膜的不对称性主要表现为：糖蛋白存在于质膜外侧，其他膜蛋白的分布也不对称;磷脂分子在内外两侧也并非均匀分布，往往某一侧含量高一些。（2）异体器官移植面临的最大问题是排斥反应，这主要是由于（
A
）
A.质膜上的糖蛋白有识别作用
B.
质膜具有选择透过性
C.
质膜中的磷脂尾部具有疏水性
D.不同个体的质膜流动速度不同（3）变形虫在捕食时质膜可以发生形态的变化，这说明质膜具有的结构特点是什么?提示：质膜的结构具有一定的流动性。（4）人红细胞的质膜上，蛋白质、磷脂和胆固醇（平均相对分子质量依次为50000、
8000和
386）的质量比为2∶1∶1，那么，相对每个蛋白质分子有多少磷脂分子?提示：相对于每个蛋白质分子大概有32个磷脂分子。（5）在研究质膜的化学组成时，通常采用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，为什么?提示：因为哺乳动物成熟的红细胞除了质膜没有核膜、细胞器膜等其他的膜结构，得到的质膜成分较为纯净。
【学习活动一】学生阅读课本P56—58，联系实际，思考以下问题，阐述质膜的基本结构。小组讨论，回答相关问题。小组讨论，回答相关问题。【学习活动二】学生阅读课本P59—60，联系实际，思考以下问题，概括质膜具有多种功能。根据所学，完成相关练习
提出问题，引导学生阅读，通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，促进学生对质膜的认识。通过小组合作讨论，培养学生合作意识，建立团队意识。分析问题，通过小组合作讨论，培养学生合作意识，建立团队意识。通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深学生对质膜功能的认识，激发学生的科学研究的兴趣。回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
光学显微镜看到活细胞，电子显微镜看到质膜质膜主要由脂质和蛋白质构成质膜结构的早期认识人鼠细胞融合实验细胞膜的流动镶嵌模型：磷脂酸分子、蛋白质、糖类质膜具有多种功能：
板书
细胞都由质膜包裹质膜主要由脂质和蛋白质构成历程奥弗顿、朗缪尔、霍尔特、丹尼尔、达夫森等人鼠细胞融合质膜流动镶嵌模型磷脂酸分子、蛋白质、糖类二、质膜具有多种功能1.与外界分隔开2.物质交换3.信息交流
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第一节
细胞都由质膜包裹
沪科版
高中生物
学习目标：
认识质膜结构和功能。
1.文化基础：分析概述质膜结构和功能。
2.自主发展：通过质膜结构和功能的认识，确立结构与功能观。
3.社会参与：形成归纳和概括、模型与建模的科学思维。
一分钟了解质膜
1674
年，列文虎克第一次看到了____________。在此后的
200
多年里，人们观察了更多类型的细胞，但却一直未能直接观察到____________的存在，直到20世纪
50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Robertson）才在____________________下观察到__________的结构。
活细胞
质膜
电子显微镜
质膜
一、质膜主要由脂质和蛋白质构成
无论是真核细胞还是原核细胞，它们的外层都有一层___________包围着，为了与细胞内的其他膜结构区分开。
质膜（plasma
membrane），也称细胞膜。
膜结构
1.1895年，英国生物学家奥弗顿（E.Overton）利用多种化学物质对植物根毛细胞的___________进行实验，发现_________________比水溶性物质更容易透过质膜进入细胞中。
透性
脂溶性物质
分析讨论1:
奥弗顿的实验可以得出什么结论?
提示：质膜由脂质分子构成。
2.1917年，美国化学家朗缪尔（ILangmuir）将___________溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，_______________在水面上分布散乱，经过推挤，____________排列成了________，而且其_____________的极性头部浸入水中，______________浮于水面。
磷脂
磷脂分子
磷脂分子
单层
磷酸基团
疏水端
3.1925
年荷兰生物学家霍尔特（E.Gorter）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取_________，利用朗缪尔的方法，在空气-水界面上将其铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的_______倍。
脂质
2
分析讨论3：质膜内外都是以水为介质的液体环境，请猜测质膜中脂质的排列方式。
分析讨论2：推测一下，红细胞质膜是由几层脂质分子组成的?
提示：红细胞质膜是由两层脂质分子组成的。
提示：膜由双层磷脂围成，且磷脂分子以亲水性的头部朝向细胞内外的水环境，而以疏水性的尾部彼此相对形成磷脂双分子层疏水性区域。
4.1935年，英国生物学家丹尼利（J.Danielli）和达夫森（H.
Davson）研究了_________________。他们发现，细胞的表面张力明显_________油-水界面的张力，由此推断质膜除含有脂质分子外，可能还含有其他物质。随着研究的深入，人们认识到质膜主要由____________________组成。
质膜的张力
低于
脂质和蛋白质
5.1970年，美国生物学家弗赖伊（L.Frye）和埃迪登（H.
Edidin）进行_____________________________。
人鼠细胞融合实验
用____________染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用_____________染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞与人细胞___________。将融合细胞在
37℃环境中培养
40
min，两种颜色的荧光_____________。
可见，构成质膜的分子是可以___________的。
绿色荧光
红色荧光
融合
均匀分布
运动
6.1972年英国生物化学家辛格（S.
Singer）和美国细胞生物学家尼科尔森（G.
Nicolson
）提出的流动镶嵌模型（fluid
mosaic
model）。
流动镶嵌模型认为，质膜主要由____________________组成。构成质膜的脂质主要为_______________，它包括亲水性的头部和疏水性的尾部。磷脂分子以疏水性的尾部_____________，亲水性的头部朝向_________，构成了_________________，以此作为质膜的____________。质膜中蛋白质的分布是____________的，它们以不同深度__________、_________________于磷脂双分子层中。构成质膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以___________的。
脂质和蛋白质
磷脂分子
相对
两侧
磷脂双分子层
基本骨架
不对称
覆盖
镶嵌或贯穿
流动
在质膜外侧，有些膜蛋白和磷脂还与_________结合，形成__________和_________，能帮助细胞_________化学信号和负责细胞间的相互识别。
糖链
糖蛋白
糖脂
识别
膜蛋白是质膜功能的主要____________，占膜质量的
40%~50%。质膜中的脂质除磷脂外，还有一些固醇类物质，其中胆固醇可以调节膜的______________，增加膜的____________。
执行者
流动性
稳定性
二、质膜具有多种功能
1、细胞与外界环境所发生的一切_________________都要通过质膜来完成。
联系和反应
膜的出现后产生了原始细胞，成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定
原始地球环境
2、控制物质进出细胞，具有选择透过性
（1）细胞需要的营养物质可以进入细胞。
（2）细胞不需要或对细胞有害的物质不容易进入细胞。
（3）抗体、激素等物质在细胞内合成后可以分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外。
（4）核酸等重要成分不会流失到细胞外。
营养物质
不需要的，
有害物质
分泌物废物
细胞膜的控制作用是相对的
病毒、病菌
水、无机盐、氨基酸、葡萄糖、甘油、脂肪酸等各种营养物质的吸收，尿素、二氧化碳等代谢废物的排出以及抗体、激素等物质的分泌，都由__________控制。在质膜受到病原体的侵染或者发生病理性改变时，质膜控制物质进出的能力就会____________。
质膜
下降
3、进行细胞间的信息交流
多细胞生物体生命活动的完成，不仅依赖物质和能量的交换，也有利于信息交流
（1）通过化学物质传递信息
3、进行细胞间的信息交流
多细胞生物体生命活动的完成，不仅依赖物质和能量的交换，也有利于信息交流
（1）通过化学物质传递信息
（2）通过膜直接接触传递信息
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
精子和卵细胞之间的识别和结合
3、进行细胞间的信息交流
多细胞生物体生命活动的完成，不仅依赖物质和能量的交换，也有利于信息交流
（1）通过化学物质传递信息
（2）通过膜直接接触传递信息
（3）通过细胞通道传递信息
5.作为细胞的界膜，质膜将细胞与其_______________分开，并通过控制进出细胞的____________，以及和周边环境的有效_______________，为细胞的生命活动提供了__________________的内部环境。
生活环境
物质
信息交流
相对稳定
6.植物细胞都具有细胞壁。细胞壁位于___________，其主要成分是__________和____________。具有________________、维持细胞形态的作用。
质膜外
纤维素
果胶
保护、支持、
三、学业检测与巩固练习
1.1961年英国科学家将磷脂和水混合后，施加超声波处理，获得了由磷脂双分子层包被的封闭型囊泡状结构——脂质体（如右下图所示）。
（2）比较脂质体与质膜的磷脂分子分布，说明为什么质膜能使细胞与其生活的环境有效地隔离开。
（1）据图分析∶形成脂质体的两层磷脂分子亲水端的分布有什么特点?
提示：亲水端都朝向两侧的水环境。
提示：磷脂分子的疏水性尾部相对，质膜内外水环境不能直接相通，从而有效隔离开细胞与其生活环境。
（4）如果将药物与磷脂溶液混合，脂质体在形成过程中就可以把药物包被在内。如果在脂质体表面引入导向分子如上图，例如能识别特定癌细胞的特异性抗体，把药物定向输送到___________________细胞，从而可以避免误伤___________________细胞。根据脂质体的特点，请分析这一技术还可以运用于哪些方面。
（3）试论述质膜上分布着大量蛋白质具有什么意义。
提示：蛋白质是质膜功能的主要承担者，物质进出质膜主要是蛋白质转运的，质膜的细胞识别和信息交流功能也是蛋白质承担的。
特定癌
正常体
提示：还可运用于治疗寄生虫病、运载抗菌药物等。
2.质膜的流动镶嵌模型强调了膜结构的流动性和不对称性，对质膜的结构和功能作出了较为科学的解释。据右图回答下列问题∶
（1）在图中标注出①②③的名称，并说出质膜结构具有不对称性的主要方面。
提示：①糖蛋白②蛋白质③磷脂双分
子层质
膜的不对称性主要表现为：糖蛋白存在于质膜外侧，其他膜蛋白的分布也不对称;磷脂分子在内外两侧也并非均匀分布，往往某一侧含量高一些。
（2）异体器官移植面临的最大问题是排斥反应，这主要是由于（
）
A.质膜上的糖蛋白有识别作用
B.
质膜具有选择透过性
C.
质膜中的磷脂尾部具有疏水性
D.不同个体的质膜流动速度不同
A
（3）变形虫在捕食时质膜可以发生形态的变化，这说明质膜具有的结构特点是什么?
提示：质膜的结构具有一定的流动性。
（5）在研究质膜的化学组成时，通常采用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，为什么?
（4）人红细胞的质膜上，蛋白质、磷脂和胆固醇（平均相对分子质量依次为50000、
8000和
386）的质量比为2∶1∶1，那么，相对每个蛋白质分子有多少磷脂分子?
提示：相对于每个蛋白质分子大概有32个磷脂分子。
提示：因为哺乳动物成熟的红细胞除了质膜没有核膜、细胞器膜等其他的膜结构，得到的质膜成分较为纯净。
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