第3章细胞的基本结构
第1节细胞膜的结构和功能
教材剖析
“细胞膜的结构和功能”是生物选修一第3章“细胞的基本结构”的第一节内容。本节课的教学内容是在学习了细胞的物理组成的基础上进行的，主要包括细胞膜的功能、细胞膜的物质组成、细胞膜的探究历程、流动镶嵌模型等内容，这有利于中学生巩固上面所学的知识，又能为中学生学习细胞的代谢作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。
教学目标与素质
生命观念：说出细胞膜的结构与功能。
科学思维：理解细胞膜的结构与功能的适应性。
科学探究：通过模拟实验，探究膜的透性。
社会责任：认同科学研究须要丰富的想像力，大胆指责和勤劳实践以及对科学的热爱。
重难点
1．细胞膜的主要功能；
2．流动镶嵌模型的基本内容；
3．感悟科学研究的过程与技巧。
教学过程
PPT展示相关图片，引出问题：细胞中有无细胞膜的存在？
材料：科学家用显微注射器将一种称作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。
推论：细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（质膜）。
一、细胞膜的功能
1、将细胞与外界坏境分隔开
人们普遍觉得生命起源于原始的海洋，原始海洋中的有机物日渐集聚而且互相作用，演变出原始的生命。在原始海洋这盆黏稠的热汤中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，形成了原始的细胞，并成为相对独立的秕，保障了细胞内部环境的相对稳定。
实验剖析：
实验一：取A、B两个烧瓶，分别加入等容积的清水和开水，之后将新鲜的白色茄子叶分别溶入A、B两个烧瓶中，观察颜色的变化。
实验二：取数目相等的花生粒两份，为A、B两组，将B组花生粒蒸熟，之后分别加入红墨水，几分钟后用缓水流冲洗两组小麦粒。
思索：
实验中学B量筒的水为何弄成紫蓝色？而A烧瓶颜色不变？实验中学B组花生粒为何被染成蓝色，而A组的颜色不变？
你能按照实验现象推论细胞膜的功能吗？
2、控制物质进出细胞
“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜才能控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不须要的物质，不能通过细胞膜步入细胞，所以活细胞不被染色。而死的植物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂才能步入死细胞内，使其被染色。
3、进行细胞间的信息交流
（1）细胞分泌物理物质，通过膜表面的受体传递信息。
（2）通过相邻细胞膜的接触传递信息。
精液和卵细胞之间的辨识和结合。
（3）相邻细胞之间产生通道来传递信息。
高等动物细胞之间通过胞间连丝传递信息。
课堂互动：这种句子说的是细胞膜的哪些功能？
是谁，隔开了原始海洋的动乱―――与外界环境分隔开
是谁，协奏了生命的交响―――与外界环境分隔开
是谁，为我日夜守边防―――控制物质进出细胞
是谁，为我传信报商洛。―――进行细胞间的信息交流
啊，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何等模样！
二、对细胞膜结构的探求
材料1：19世纪末，欧文顿实验
假说：膜是由脂类（磷脂）组成的。
材料2：1925年德国科学家和用乙醇从人的红细胞中提取脂类，在空气—水界面上铺成双层分子。发觉展开层后的脂双层面积是红细胞的表面积的2倍。
小知识：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和乙酸等所组成的分子
观察在水底的分布情况：
得出推论：细胞膜中的磷脂是单层的。
细胞膜的两边都有水环境存在。请大胆的猜想和想像一下在这样的环境中，细胞膜中的磷脂分子可能如何排布？
材料3：1935年，西班牙学者丹尼利和戴维森研究发觉，细胞的表面张力显著高于油－水界面的表面张力，若油脂滴表面吸附有蛋白质则表面张力增加。
推论：细胞膜除富含脂类分子外，可能还附有蛋白质。
材料4：20世纪40年代细胞膜结构图，当初有学者推论脂类两侧各覆盖着蛋白质，但直至50年代细胞膜结构图，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。
1959年罗伯特森（J.D.）在电镜下见到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。
把生物膜描述为静态的刚性结构，这或许与膜功能的多样性相矛盾。膜静态模型不能解释下述现象：
细胞的生长
变形虫的变型运动
白细胞吞噬真菌
受孕时细胞融合
动物细胞质壁分离和复原
材料5：1970年LarryFrye等科学家将人和鼠的细胞表鼻贴蛋白分别用不同的萤光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半肿胀色萤光、另一半发红色萤光，在37℃下经过40分钟，发觉两种萤光抗原均匀分布。
问题1：该实验表明哪些？
细胞膜具有流动性。
问题2：按照已有的生物知识或生活经验，你能列出什么证明细胞膜具有流动性的证据。
白细胞吞噬真菌的过程；变形虫的伪足运动现象；受孕时细胞的融合过程；植物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；植物细胞吸水膨胀和失水蒴果；动物细胞的质壁分离等。
在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中，1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型为大多数人所接受。
三、流动镶嵌模型的基本内容
1、膜的组成成份：
主要是磷脂和蛋白质，还有少量的脂类。
2、膜的基本支架：
磷脂双分子层。（其中磷脂分子的亲水性脑部朝向左侧，疏水性的尾部朝向外侧）
3、蛋白质分子的位置：
蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部份或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横贯整个磷脂双分子层。（彰显了膜结构内外的不对称性）。
4、结构特征：
具有一定的流动性。
5、功能特性：
具有选择透过性。
思索：我们早已晓得：生物膜的结构特点是流动性，功能特点是选择透过性这么结构和功能有哪些关系？
生物膜的结构和功能是相适应的。
教学反省
本节课课堂设计较好地调动了中学生的学习热情，完成了本节的既定目标，尤其是对细胞膜结构的探究历程，中学生参与度极高，积极参与讨论，师生共同建立了生物膜的流动镶嵌模型。但仍有好多细节方面值得推敲和优化，导致中学生成为学习的主题方面有很大的努力空间。