細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一、知識(shí)結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸二、教學(xué)目標(biāo)(1)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)(D:應(yīng)用)。(2)細(xì)胞膜的主要功能(D:應(yīng)用)。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)(1)重點(diǎn):①細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)；②細(xì)胞膜的主要功能。(2)難點(diǎn):細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)交換的主動(dòng)運(yùn)輸形式。四、教學(xué)程序在中學(xué)階段的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了動(dòng)物和植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。請(qǐng)朋友們回顧一下，動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞各有什么結(jié)構(gòu)?(對(duì)這一問(wèn)題，中學(xué)生基本上可以回答正確。)如今我們又要學(xué)習(xí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，中學(xué)階段學(xué)習(xí)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能是學(xué)習(xí)細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)，亞顯微結(jié)構(gòu)是指在電子顯微鏡下觀察到的微小結(jié)構(gòu)，觀察到的結(jié)構(gòu)半徑在0.2mm以下。這樣我們可以見(jiàn)到細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組成，可以見(jiàn)到細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中還有許多具有一定結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的物體，它們都有自己的生理功能。(展示動(dòng)、植物細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖象，簡(jiǎn)單介紹圖象中結(jié)構(gòu)。)從動(dòng)、植物細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)可以觀察到，動(dòng)、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)不盡相同，它們有什么不同?(引導(dǎo)中學(xué)生觀察動(dòng)、植物細(xì)胞亞星微結(jié)布光，回答問(wèn)題。)在動(dòng)物細(xì)胞最內(nèi)層有一層細(xì)胞壁：它的物理成分主要是纖維素和鞣質(zhì)，對(duì)于物質(zhì)的通透屬于全透性的；它的主要功能是具有支持和保護(hù)的作用。
動(dòng)、植物細(xì)胞外都有一層細(xì)胞膜：細(xì)胞進(jìn)而細(xì)胞膜和外界環(huán)境分開(kāi)，使細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。細(xì)胞膜有哪些樣的分子結(jié)構(gòu)，它有哪些生理功能呢?這是本次課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。一、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)經(jīng)科學(xué)家研究剖析，細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)和磷脂分子組成。磷脂分子具有一個(gè)環(huán)狀的腹部和兩條長(zhǎng)鏈組成的尾部。(展示一個(gè)磷脂分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，說(shuō)明親水的環(huán)狀端和疏水的長(zhǎng)鏈端。)因?yàn)橐粋€(gè)磷脂分子具有親水端和疏水端，這樣使磷脂分子在水氨水中能產(chǎn)生磷脂雙分子層。磷脂雙分子層的內(nèi)側(cè)(上、下或左右)為環(huán)狀的親水端，中間為兩長(zhǎng)鏈的疏水端。磷脂雙分子層組成細(xì)胞膜的中層，產(chǎn)生細(xì)胞膜的基本骨架細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，磷脂雙分子層的外側(cè)遍布蛋白質(zhì)分子，有的蛋白質(zhì)游離表面，有的蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂雙分子層之中，有的蛋白質(zhì)貫串磷脂分子的雙分子層。(展示細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)示意圖象。)科學(xué)家以前做過(guò)一個(gè)人體細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)：他將人體的某種細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，再將黑色熒光顏料和紅色熒光顏料分別對(duì)兩個(gè)細(xì)胞染色，一個(gè)細(xì)胞染上藍(lán)色，另一個(gè)細(xì)胞染上紅色。再用滅活的病毒(仙臺(tái)病毒)來(lái)影響這兩個(gè)細(xì)胞，使這兩個(gè)細(xì)胞發(fā)生融合。在顯微鏡下觀察其融合的過(guò)程，發(fā)覺(jué)融合早期，細(xì)胞一邊為白色，另一邊為紅色，40min后觀察發(fā)覺(jué)紅、綠細(xì)胞膜互相滲透，產(chǎn)生紅、綠相間斑馬狀；再過(guò)40min后觀察，發(fā)覺(jué)細(xì)胞膜上紅、綠較均勻分布。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)充分說(shuō)明細(xì)胞膜是可以流動(dòng)的，組成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都在不斷的變化，這是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征：具有一定的流動(dòng)性。細(xì)胞膜的這一結(jié)構(gòu)特征，對(duì)完成細(xì)胞膜的生理功能有重要作用。在細(xì)胞膜的外表面還有一些黃酮分子和細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)結(jié)合的糖蛋白，稱為糖被。請(qǐng)朋友們思索細(xì)胞膜有哪些生理功能(恐怕中學(xué)生會(huì)回答具有保護(hù)的作用，這時(shí)應(yīng)用過(guò)去學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，比如草履蟲皮膜有哪些作用，啟發(fā)中學(xué)生回答細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)交換的作用等。)二、細(xì)胞膜的生理功能細(xì)胞膜是具有許多重要功能的結(jié)構(gòu)，這種功能可以歸納成兩個(gè)大方面:一具有保護(hù)的功能，包括保護(hù)、支持、識(shí)別、免疫；二是具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。我們常說(shuō)的新陳代謝是指生物體與外界交換物質(zhì)和能量，以及生物體內(nèi)的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換。細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞就是一種新陳代謝現(xiàn)象，所以，細(xì)胞膜的這一功能是其最重要的功能。細(xì)胞膜完成控制物質(zhì)進(jìn)出的方法好多，有自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、內(nèi)吞作用、外排作用等，其中常見(jiàn)的、最重要的形式是自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。自由擴(kuò)散這些物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的形式是按照化學(xué)擴(kuò)散作用的原理進(jìn)行的，被選擇的物質(zhì)從高含量?jī)蓚?cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到低含量的兩側(cè)，按含量梯度的大小進(jìn)行，這些轉(zhuǎn)運(yùn)方法不須要消耗新陳代謝時(shí)形成的能量。
屬于自由擴(kuò)散這些方式轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有氮?dú)狻⒍趸肌⒏视汀⒁掖嫉任镔|(zhì)。(展示:物質(zhì)出入膜示意圖)主動(dòng)運(yùn)輸是細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的重要方法，被選擇物質(zhì)從低含量?jī)蓚?cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到高含量?jī)蓚?cè)，轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，須要消耗細(xì)胞新陳代謝時(shí)形成的能量、同時(shí)還須要載體蛋白的協(xié)助、載體蛋白就是細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)，它具有特異性，一種載體蛋白只能協(xié)助一種被選擇的轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。在細(xì)胞的生命活動(dòng)過(guò)程中，主動(dòng)運(yùn)輸起了重要作用，它使細(xì)胞能主動(dòng)地向外界吸收被選擇的物質(zhì)，以供生命活動(dòng)須要用。諸如海水中碘的濃度比菠菜細(xì)胞中碘的濃度要低得多，但豬肝細(xì)胞能不斷從海水中吸收碘，以供生命活動(dòng)所需。同樣細(xì)胞也能借助主動(dòng)運(yùn)輸把新陳代謝產(chǎn)物排出細(xì)胞外。(展示:物質(zhì)出入膜示意圖)獼猴桃糖、氨基酸、被選擇的離子均以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)男问竭M(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方法來(lái)剖析，不是任何一種物質(zhì)都能通過(guò)細(xì)胞膜，這表現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)的通過(guò)具有選擇性，它容許水份子自由通過(guò)，被選擇的離子、小分子可以通過(guò)，不被選擇的離子、小分子以及大分子均不能通過(guò)細(xì)胞膜，這是細(xì)胞膜的一個(gè)極為重要的生理特點(diǎn)，因此，細(xì)胞膜是一種選擇透過(guò)性膜，這對(duì)細(xì)胞維持正常的生命活動(dòng)起了重要的作用。(請(qǐng)朋友們思索人所吃的食物必須經(jīng)消化系統(tǒng)的消化之后才會(huì)被小腸絨毛細(xì)胞吸收，這是為何?)三、總結(jié)蛋白質(zhì)和磷脂分子是組成細(xì)胞膜的主要化合物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，磷脂分子產(chǎn)生磷脂雙分子層，存在于細(xì)胞膜的中間，磷脂雙分子層的外側(cè)有蛋白質(zhì)分子，有的蛋白質(zhì)游離在磷脂雙分子的表面，有的嵌入磷脂雙分子層之間，有的貫串磷脂雙分子層。
細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有一定的流動(dòng)性，這對(duì)于完成細(xì)胞的生理作用有重要的意義。在細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)中還有許多結(jié)構(gòu)具有膜結(jié)構(gòu)，這種膜結(jié)構(gòu)和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)方式完全一樣，組成了細(xì)胞內(nèi)的生物膜系統(tǒng)。細(xì)胞膜是一種多功能的結(jié)構(gòu)，它具有保護(hù)的功能(包括辨識(shí)、免疫等)，還有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。控制物通過(guò)細(xì)胞膜的方法主要有自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別可歸納成下表內(nèi)容。項(xiàng)目自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞膜外側(cè)物質(zhì)含量高含量?jī)蓚?cè)到低含量左側(cè)低含量?jī)蓚?cè)到高含量左側(cè)是否須要載體蛋白不須要載體須要載體協(xié)助是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量不消耗細(xì)胞內(nèi)能量須要消耗細(xì)胞內(nèi)的能量代表物質(zhì)二氧化碳、二氧化碳甘油、乙醇、氨基酸、葡萄糖、各種被選擇的離子五、布置作業(yè)教材P25一、填充題：1、2；/二、選擇題：1、2；/三、填表。六、板書設(shè)計(jì)板書設(shè)計(jì)第二章生命的基本單位—細(xì)胞/第一節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能(一)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)1.組成細(xì)胞的物理成份蛋白質(zhì)分子和磷脂分子2.細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)(1)磷脂雙分子層:坐落膜的中層,產(chǎn)生膜的基本支架;(2)蛋白質(zhì)分子:坐落磷脂雙分子層的外側(cè),或游離表面,或鑲嵌或貫串磷脂雙分子層之中3.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征具有一定的流動(dòng)性。
(二)細(xì)胞膜的生理功能1.具有保護(hù)作用(1)保護(hù)支持細(xì)胞；(2)辨識(shí)作用；(3)免疫作用。2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞:控制細(xì)胞的物質(zhì)交換。包括吸收、分泌、排泄。(1)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要方法:a.自由擴(kuò)散:由高含量?jī)蓚?cè)向低含量右邊擴(kuò)散,不需載體和不消耗細(xì)胞內(nèi)的能量。如O2、CO2、甘油、乙醇等。b.主動(dòng)運(yùn)輸：由低含量?jī)蓚?cè)向高含量?jī)蓚?cè)轉(zhuǎn)運(yùn)，需載體協(xié)助和須要消耗細(xì)胞內(nèi)的能量。如多肽、葡萄糖、被選擇吸收的離子和小分子等。(2)細(xì)胞膜的生理特點(diǎn):選擇透過(guò)性。水份子自由通過(guò)，被選擇的小分子、離子可以通過(guò)，不被選擇的離子、小分子以及大分子不能通過(guò)。-1-細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞膜的主要功能