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学生活动

导入新课

翟中和院士在《细胞生物学》这本书中写到：我相信哪怕是最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。细胞有如此精巧的结构，本节课我们就从细胞膜开始，学习它的结构和功能

细胞膜

细胞膜功能的探索

细胞膜成分的探索

通过平板推送课件，学生观看教师录制的微课视频：没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，思考1.鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开？

打两个鸡蛋在两个杯子中，将蛋黄和蛋清分开，左边用筷子戳蛋黄，并且戳破，里面的蛋黄溢出，右边的蛋黄不戳破。说出体现了卵细胞的细胞膜的何种功能

继续观看视频，将红墨水分别倒入没有戳破的蛋黄，和戳破的蛋黄，猜想会出现何种现象，这体现了细胞膜的何种功能。

这种控制作用是绝对的吗？尝试举例

煮熟的鸡蛋闻着有臭味，鼻子闻香水，有香味，大脑皮层感受到“臭”或者“香”的感觉。这说明细胞膜有何种功能？

回顾“细胞既是一个相对独立的单位，又和其他细胞构成的整体起作用。”

细胞间信息交流的方式主要有三种，请同学们阅读课本41页图3-2，总结三种方式。

教师展示练习题1

细胞膜有这些功能与它的结构密不可分，如果你是科学家，在探索细胞膜的结构之前要先掌握什么？

接下来，跟随科学家的脚步，一起探索细胞膜的成分。与科学家对话，老师通过AI技术，打电话给欧文顿，听听他对细胞膜成分的探索做了什么实验。

【欧文顿】：用500多种物质对膜的通透性实验，溶于脂质的物质容易通过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易通过细胞膜。发现问题：脂质更容易通过细胞膜

你是科学家，你会提出何种假说

但是这只是对现象的推理，同学们觉得科学家还要怎样做才能验证自己的推理是否正确？

【证据】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备、化学分析细胞膜成分。实验验证：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂最多。

引导同学们介绍科学方法：提出假说。

【丹尼利】科学史：丹尼利和戴维森研究了细胞膜表面张力。

发现问题：细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力

已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。

请同学们提出假说：

刚刚学习了“提出假说”，接下来的步骤？

基于科学家对组成细胞膜成分中脂质的探索过程，你如何设计实验验证细胞膜中有蛋白质？小组讨论一分钟（（实验材料、操作方法与猜想））

展示PPT的总结

明确了成分，细胞膜上这些组分如何排列，让我们继续跟随科学家的脚步继续探索。

活动三：模型构建

磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。结合它的结构，思考头部和尾部有何特点？

请根据磷脂分子的结构特点，各小组讨论后尝试排列出磷脂分子在水-空气界面中的排布情况。教师通过平板推送任务。

【戈特】 1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。

思考

【问题1】根据科学家的实验1层细胞膜含有几层磷脂分子？

【问题2】细胞膜的两侧都有水环境存在，在这样的情况下细胞膜上的磷脂分子是怎样排列的？

细胞膜上磷脂分子如何排布请同学们画一画。

构建了磷脂双分子层，细胞膜上蛋白质如何排布？

【罗伯特森】1959年，科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。在电子显微镜中，当观察样品较薄或密度低的部分时，在图像中显得较亮。反之，样品中较厚或密度大的部分，在图像中则显得较暗。

提出假说

罗伯特森的假说：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

【证据】细胞膜的厚度仅为7〜 8nm，而按照罗伯特森的“三明治”模型，其厚度至少有20nm

模型是否为静态：播放变形虫的摄食过程

继续提供科学家的实验证据：1970年，科学家将小鼠细胞和人细胞融合，用发绿色荧光的燃料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子。

1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了细胞膜的流动镶嵌模型。

通过NB实验室设计动画实验。

与生活的联系：

（1）水溶性药物和脂溶性药物应该分别包裹在脂质体的哪个位置？

（2）脂质体，它可以作为药物的运载体，利用了细胞膜的哪个特点？

练习题2

一、概念检测

1．基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。

（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动        的。（　　）

（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。（　　）

（3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下个空洞。（　　）

细胞膜

将细胞与外界环境分隔开

控制物质进出细胞

营养物质要被细胞吸收，细胞产生的代谢废物要排出细胞，所以具有选择透过性

是相对的，因为病毒仍然可能进入细胞，使人体患病

细胞之间的信息交流

学生看书并总结（看书1分钟）

学生通过平板选择答案，教师端显示学生答案后请同学讲解

细胞膜的成分

提出假说：细胞膜是由脂质组成的

需要进行实验

提取和检测膜成分

观察发现、提出假说、进一步观察与实验、修正补充、接受否定。

细胞膜中有蛋白质

进行实验验证

提取细胞膜的成分进行检验

哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，提纯后加入双缩脲试剂，看是否有产生紫色。

若出现紫色，说明丹尼利和戴维森的假说正确；

若没有出现紫色，说明丹尼利和戴维森的假说不正确

同学们一起描述细胞膜的组成

学生通过平板移动磷脂分子进行排列

1层细胞膜含2层磷脂分子

教师通过平板互动推送任务，学生构建模型，教师引导学生修正模型

平板推送，学生动手画

生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的夹心结构

通过平板互动功能让学生在磷脂双分子层的基础上猜想蛋白质的排列方式。教师帮助学生引导修正。

膜不是静止的

说明细胞膜具有流动性

学生看动画后尝试表述流动镶嵌模型

教师引导学生完善总结

请一位同学在教师端体验，边讲边为同学们构建模型。

学生在平板上标出水溶性药物和脂溶性药物的位置，并解释原因。

细胞膜的流动性

学生通过平板做完提交，教师根据数据请同学讲解。