细胞膜的结构
细胞膜的结构
教学目标]:
1、知识目标
(1)简述细胞膜的成分。
(2)构建细胞膜结构模型。
2、能力目标
培养学生的归纳、总结、动手的能力
3、情感目标
1、认同液态镶嵌模型。
2、体会技术对科学的推动,科学探究的艰辛。
教学重点:构建细胞膜结构模型。
教学难点:构建细胞膜结构模型。
课时;1
教学过程:
一 引入
同学们知道细胞都是很小的,要通过显微镜才能观察。回忆一下动物细胞的结构,包括细胞膜、细胞质、细胞核。但是在光学显微镜下我们能否看清楚细胞膜的结构?由于显微镜的限制,在1855年以前人们对细胞膜都不是太清楚,直到1855年瑞典科学家奈利通过实验感知了细胞膜。今天老师带来一个鸡蛋,我们用鸡蛋来模拟一个动物细胞,体会奈利的实验。请你用食指轻轻触摸蛋黄的表面,能看到表面出现了什么吗?同时感觉到阻力没有?再用铅笔尖刺破鸡蛋,阻力还存在吗?表明在鸡蛋的表面存在什么?(膜)这就相当于细胞的什么?那么细胞膜的结构究竟包含哪些成分?具有什么样的结构呢?让我们沿着科学家的足迹来构建细胞膜的结构模型。
二、新课
讨论一、小组讨论细胞膜的分子组成。
资料一:19世纪末欧文顿(E.Overton )用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透 性实验,发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更易通过细胞膜。得出的结论是:细胞膜中可能含_______________。
资料二 科兆学家在实验中发现:脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂类的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解。(提示:化学中溶质溶剂有相似相溶的特点)。得出的结论是:_________________________________
资料三1925年荷兰科学家Gorter 和Grendel 用丙酮从人红细胞膜中提取脂质,在空气-水界面上铺成单层分子,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。得出的结论是:
讨论二、科学家通过用红细胞等动物细胞作为研究材料对细胞膜的化学成分进行分析得知细胞膜的化学成分:脂质(磷脂最丰富)大约占50%,蛋白质大约占40%,糖类大约占2%—10%。 那么磷脂分子是如何排列的呢?
组成元素:C 、H 、
O
、N 、P
由磷脂分子的性质,小组讨论:
1、单个磷脂分子在水、空气界面中的排列,如图,你选择(
)
2、磷脂分子在水表面(空气-水界面)上将怎样排布?请画出多个磷脂分子在水、空气界面中的排列。
空气
3、将磷脂分子推挤到两水槽隔板的空隙中又应该怎么排列(提示:应该排几层?): 水
4、根据上述资料三,我们得出细胞膜的磷脂分子应该是( )层,并且细胞膜的内外都充满了液体,那么细胞膜的磷脂分子应该怎么排列呢?请作出图形。
讨论三、知道了磷脂分子的排列,那么蛋白质该如何分步呢?
1、资料四: 20世纪50年代,电子显微镜诞生,科学家用它来观察细胞膜。1959年,罗
伯特森用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜照片,看到了暗-亮-暗的三层结构。
蛋白质的电子密度高,显黑色,发暗;磷脂分子的电子密度低,发亮。
(1)由此你能想到蛋白质的排布吗?请以
代表蛋白质在讨论二第4题磷脂分子排列图上标出蛋白质。
(2)罗伯特森认为构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。但是这样的静止模型能够解释变形虫细胞可以变形运动,白细胞吞噬细菌等细胞膜运动的现象吗?图示为变形虫伸出伪足。(说明:变形虫是一种单细胞生物,由于原生质(即细胞膜、细胞质、细胞核)的流动,使身体表面生出无定形的指状、叶状或针状的突起,称为“伪足”,身体即借此而移动。身体的形状轮廓也会随伪足的伸缩而有变化。)
2、资料五、新技术带来新模型:
20世纪60年代, 科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构
从这个图我们可以看出蛋白质可以________在磷脂双分子层中。
3、资料六、1970年,Frye 和Edidin 的人--鼠细胞融合实验,如图
红色荧光染料(用圆形代表)标记人细胞表面蛋白质,绿色荧光染料(用三角形代表)标记鼠细胞表面蛋白质,让两种细胞融合,杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。
说明构成细胞膜具有:_______________
1972年,桑格(S.J.Singer )和尼克森(G.Nicolson )进一步观察和实验,得出了流动镶嵌模型,并得到普遍的认可。
4、观察教材40页图3-5,细胞膜的结构模式,阐述流动镶嵌模型的基本内容。
探究链
生物膜的基本支架是什么?
蛋白质分子有哪几种存在位置? 磷脂分子和蛋白质分子都是运动的吗?
糖被的化学成分是什么?
糖被的作用有哪些?
除糖蛋白外,细胞膜表面还有其它物质吗?
〖小组展示〗
构建液态镶嵌模型(作图的形式)并用流畅的语言阐述模型的基本内容(要求:阐述时涵盖探究链中的信息)
5、观察细胞膜的结构模式图思考:怎样区分细胞膜的内外?
6、资料七、①海洋或河流湖泊中存在着很多不同生物种的精子和卵细胞,这些精子与卵细胞并没有发生相互结合;
②免疫细胞吞噬病毒或细菌,而正常情况下并不吞噬自身的细胞;
③植物传粉后,同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上,同种的花粉能萌发,异种的花粉不能萌发或萌发缓慢;
④人类输血时要严格配血;
以上资料说明同种生物细胞与细胞之间存在着信息传递, 不同种生物细胞与细胞的也存在着相互识别,这是依靠___________完成的,除此功能外,它还有__________和_______功能等。
8、细胞膜的液态镶嵌模型能否解释变形虫捕食和运动时伪足的形成?
原因是:细胞膜的______、______分子是____________,细胞膜具有__________的结构特点。
三、小结:经过我们今天的探究,你们认同液态镶嵌模型吗?大家一起来总结一下。
1)生物膜以
2)蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有:
_______________
4)生物膜具有一定的。
最后,能否就实验技术与科学发展,探索的历程谈谈你的感受?
小检测
1、最可能构成细胞膜的一组元素是 ( )
A 、C 、H 、O 、N B 、C 、H 、O C 、C 、H 、O 、P D 、C 、H 、O 、N 、P
2、进行细胞间的信息交流主要是依靠细胞膜上的 ( )
A 、蛋白质 B 、脂质 C 、多糖 D 、糖蛋白
3、任何一种细胞均有细胞膜,它是由什么组成的 ( )
A 、只是脂质 B 、只是蛋白质 C 、脂质和糖类 D 、脂质、蛋白质和少量糖类
4、甘油、胆固醇等脂溶性物质可以通过扩散的方式优先进入细胞,这最可能与下列哪项有密切关系 ( )
A 、细胞膜上的蛋白质 B 、细胞膜上的磷脂分子
C 、细胞膜上的多糖 D 、细胞膜上的糖蛋白
启悟案:
1、功能越复杂的细胞膜,细胞膜的哪一种成分的种类和数量越多 ( )
A 、蛋白质 B 、脂质 C 、糖类 D 、磷脂
2、人体某些白细胞可以吞噬病菌,而它们从来不吞噬血液循环中自己正常的细胞。这是细胞膜的哪一功能 ( )
A 、与外界环境分开 B 、控制物质进出细胞
C 、细胞间的信息交流 D 、“细胞识别”功能
3、细胞膜本身的作用不包括 ( )
A 、控制物质进出细胞 B 、信息交流
C 、蛋白质加工 D 、保障细胞内部环境的相对稳定
4、苋菜无论用清水怎么洗,清水中仍不见红色物质,但若放入沸水中一烫,水立刻变成红色,这是因为( )
A .在清水中没有物质出入
B .在清水中细胞膜没有选择透过性
C .沸水中色素分解成小分子物质
D .沸水使细胞膜失去选择透过性
5、制备细胞膜,将人的红细胞放入4℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是( )
A .红细胞膜具有水溶性 B .红细胞的液泡体积增大
C .蒸馏水大量进入红细胞 D .低温时红细胞膜流动性增大