細胞膜的結構和功能一、知識結構細胞膜的分子結構自由擴散主動運輸二、教學目標(1)細胞膜的分子結構(D:應用)。(2)細胞膜的主要功能(D:應用)。三、重點、難點(1)重點:①細胞膜的分子結構；②細胞膜的主要功能。(2)難點:細胞膜內外物質交換的主動運輸形式。四、教學程序在中學階段的學習中，我們學習了動物和植物的細胞結構。請朋友們回顧一下，動物細胞和植物細胞各有什么結構?(對這一問題，中學生基本上可以回答正確。)如今我們又要學習細胞的結構和功能，中學階段學習的細胞結構和功能是學習細胞的亞顯微結構，亞顯微結構是指在電子顯微鏡下觀察到的微小結構，觀察到的結構半徑在0.2mm以下。這樣我們可以見到細胞膜的結構組成，可以見到細胞質和細胞核中還有許多具有一定結構特點的物體，它們都有自己的生理功能。(展示動、植物細胞的亞顯微結構示意圖象，簡單介紹圖象中結構。)從動、植物細胞的亞顯微結構可以觀察到，動、植物細胞結構不盡相同，它們有什么不同?(引導中學生觀察動、植物細胞亞星微結布光，回答問題。)在動物細胞最內層有一層細胞壁：它的物理成分主要是纖維素和鞣質，對于物質的通透屬于全透性的；它的主要功能是具有支持和保護的作用。
動、植物細胞外都有一層細胞膜：細胞進而細胞膜和外界環境分開，使細胞內部環境保持相對穩定。細胞膜有哪些樣的分子結構，它有哪些生理功能呢?這是本次課學習的主要內容。一、細胞膜的分子結構經科學家研究剖析，細胞膜是由蛋白質和磷脂分子組成。磷脂分子具有一個環狀的腹部和兩條長鏈組成的尾部。(展示一個磷脂分子的結構簡圖，說明親水的環狀端和疏水的長鏈端。)因為一個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生磷脂雙分子層。磷脂雙分子層的內側(上、下或左右)為環狀的親水端，中間為兩長鏈的疏水端。磷脂雙分子層組成細胞膜的中層，產生細胞膜的基本骨架細胞膜結構，磷脂雙分子層的外側遍布蛋白質分子，有的蛋白質游離表面，有的蛋白質鑲嵌在磷脂雙分子層之中，有的蛋白質貫串磷脂分子的雙分子層。(展示細胞膜的分子結構示意圖象。)科學家以前做過一個人體細胞的融合實驗：他將人體的某種細胞進行離體培養，再將黑色熒光顏料和紅色熒光顏料分別對兩個細胞染色，一個細胞染上藍色，另一個細胞染上紅色。再用滅活的病毒(仙臺病毒)來影響這兩個細胞，使這兩個細胞發生融合。在顯微鏡下觀察其融合的過程，發覺融合早期，細胞一邊為白色，另一邊為紅色，40min后觀察發覺紅、綠細胞膜互相滲透，產生紅、綠相間斑馬狀；再過40min后觀察，發覺細胞膜上紅、綠較均勻分布。
這個實驗充分說明細胞膜是可以流動的，組成細胞膜的蛋白質分子和磷脂分子都在不斷的變化，這是細胞膜的結構特征：具有一定的流動性。細胞膜的這一結構特征，對完成細胞膜的生理功能有重要作用。在細胞膜的外表面還有一些黃酮分子和細胞膜上蛋白質結合的糖蛋白，稱為糖被。請朋友們思索細胞膜有哪些生理功能(恐怕中學生會回答具有保護的作用，這時應用過去學習過的知識，比如草履蟲皮膜有哪些作用，啟發中學生回答細胞膜具有控制物質交換的作用等。)二、細胞膜的生理功能細胞膜是具有許多重要功能的結構，這種功能可以歸納成兩個大方面:一具有保護的功能，包括保護、支持、識別、免疫；二是具有控制物質進出細胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。我們常說的新陳代謝是指生物體與外界交換物質和能量，以及生物體內的物質和能量轉換。細胞膜控制物質進出細胞就是一種新陳代謝現象，所以，細胞膜的這一功能是其最重要的功能。細胞膜完成控制物質進出的方法好多，有自由擴散、協助擴散、主動運輸、內吞作用、外排作用等，其中常見的、最重要的形式是自由擴散和主動運輸。自由擴散這些物質轉運的形式是按照化學擴散作用的原理進行的，被選擇的物質從高含量兩側轉運到低含量的兩側，按含量梯度的大小進行，這些轉運方法不須要消耗新陳代謝時形成的能量。
屬于自由擴散這些方式轉運的物質有氮氣、二氧化碳、甘油、乙醇等物質。(展示:物質出入膜示意圖)主動運輸是細胞轉運物質的重要方法，被選擇物質從低含量兩側轉運到高含量兩側，轉運的過程中，須要消耗細胞新陳代謝時形成的能量、同時還須要載體蛋白的協助、載體蛋白就是細胞膜上的一種蛋白質，它具有特異性，一種載體蛋白只能協助一種被選擇的轉運物質轉運。在細胞的生命活動過程中，主動運輸起了重要作用，它使細胞能主動地向外界吸收被選擇的物質，以供生命活動須要用。諸如海水中碘的濃度比菠菜細胞中碘的濃度要低得多，但豬肝細胞能不斷從海水中吸收碘，以供生命活動所需。同樣細胞也能借助主動運輸把新陳代謝產物排出細胞外。(展示:物質出入膜示意圖)獼猴桃糖、氨基酸、被選擇的離子均以主動運輸的形式進行轉運。從細胞膜轉運物質進出細胞的方法來剖析，不是任何一種物質都能通過細胞膜，這表現細胞膜對物質的通過具有選擇性，它容許水份子自由通過，被選擇的離子、小分子可以通過，不被選擇的離子、小分子以及大分子均不能通過細胞膜，這是細胞膜的一個極為重要的生理特點，因此，細胞膜是一種選擇透過性膜，這對細胞維持正常的生命活動起了重要的作用。(請朋友們思索人所吃的食物必須經消化系統的消化之后才會被小腸絨毛細胞吸收，這是為何?)三、總結蛋白質和磷脂分子是組成細胞膜的主要化合物細胞膜結構，磷脂分子產生磷脂雙分子層，存在于細胞膜的中間，磷脂雙分子層的外側有蛋白質分子，有的蛋白質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。
細胞膜的分子結構具有一定的流動性，這對于完成細胞的生理作用有重要的意義。在細胞的亞顯微結構中還有許多結構具有膜結構，這種膜結構和細胞膜的結構方式完全一樣，組成了細胞內的生物膜系統。細胞膜是一種多功能的結構，它具有保護的功能(包括辨識、免疫等)，還有控制物質進出細胞的功能。控制物通過細胞膜的方法主要有自由擴散和主動運輸。自由擴散和主動運輸的區別可歸納成下表內容。項目自由擴散主動運輸細胞膜外側物質含量高含量兩側到低含量左側低含量兩側到高含量左側是否須要載體蛋白不須要載體須要載體協助是否消耗細胞內的能量不消耗細胞內能量須要消耗細胞內的能量代表物質二氧化碳、二氧化碳甘油、乙醇、氨基酸、葡萄糖、各種被選擇的離子五、布置作業教材P25一、填充題：1、2；/二、選擇題：1、2；/三、填表。六、板書設計板書設計第二章生命的基本單位—細胞/第一節細胞的結構和功能一、細胞膜的結構和功能(一)細胞膜的分子結構1.組成細胞的物理成份蛋白質分子和磷脂分子2.細胞膜的分子結構(1)磷脂雙分子層:坐落膜的中層,產生膜的基本支架;(2)蛋白質分子:坐落磷脂雙分子層的外側,或游離表面,或鑲嵌或貫串磷脂雙分子層之中3.細胞膜的結構特征具有一定的流動性。
(二)細胞膜的生理功能1.具有保護作用(1)保護支持細胞；(2)辨識作用；(3)免疫作用。2.控制物質進出細胞:控制細胞的物質交換。包括吸收、分泌、排泄。(1)細胞膜控制物質進出細胞的主要方法:a.自由擴散:由高含量兩側向低含量右邊擴散,不需載體和不消耗細胞內的能量。如O2、CO2、甘油、乙醇等。b.主動運輸：由低含量兩側向高含量兩側轉運，需載體協助和須要消耗細胞內的能量。如多肽、葡萄糖、被選擇吸收的離子和小分子等。(2)細胞膜的生理特點:選擇透過性。水份子自由通過，被選擇的小分子、離子可以通過，不被選擇的離子、小分子以及大分子不能通過。-1-細胞膜的結構和功能細胞膜的主要功能