第一篇：高中生物 3.1《細胞膜—系統的邊界》素材 新人教版必修1

第1節 細胞膜——系統的邊界

細胞膜(cell membrane)又稱細胞質膜（plasma membrane）。細胞表面的一層薄膜。有時稱為細胞外膜或原生質膜。主要結構成份一般是蛋白質占60%-80%，類脂占20%-40%，碳水化合物約占5%(分布在類脂和蛋白質之間)。

細胞膜是防止細胞外物質自由進入細胞的屏障，它保證了細胞內環境的相對穩定，使各種生化反應能夠有序運行。但是細胞必須與周圍環境發生信息、物質與能量的交換，才能完成特定的生理功能。因此細胞必須具備一套物質轉運體系，用來獲得所需物質和排出代謝廢物，據估計細胞膜上與物質轉運有關的蛋白占核基因編碼蛋白的15~30%，細胞用在物質轉運方面的能量達細胞總消耗能量的三分之二。

原始生命向細胞進化所獲得的重要形態特征之一，是生命物質外面出現了一層膜性結構，即細胞膜。細胞膜位于細胞表面，厚度通常為7～8nm，由脂類和蛋白質組成。它最重要的特性是半透性，或稱選擇透過性，對進出入細胞的物質有很強的選擇透過性。細胞膜和細胞內膜系統總稱為生物膜（biomembrane），具有相同的基本結構特征。

細胞膜的結構模型

19世紀中葉K.W.Mageli發現細胞表面有阻礙染料進入的現象，提示膜結構的存在；1899年E.Oveiton發現脂溶性大的物質易入胞，推想應為脂類屏障。1925年荷蘭人E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提紅細胞膜結構，計算出紅細胞膜平鋪面積約為其表面積的兩倍，提出脂質雙分子層模型.成立前提：a.紅細胞的全部脂質都在膜上；b.丙酮法抽提完全；c.RBC平均表面積估算正確。（70%~80%偏低）；40年后Bar重復這一試驗發現紅細胞膜平鋪面積應不是70%～80%，而是1.5倍還有蛋白質表面，同時干膜面積是99μm2，濕膜面積則為145μm2。兩項誤差相抵，結果基本正確。

根據細胞的生理生化特征，曾先后推測質膜是一種脂肪柵、脂類雙分子層和由蛋白質-磷脂-蛋白質構成的三夾板結構。同時電鏡觀察也證實質膜確實呈暗-明-暗三層結構。隨后冷凍蝕刻技術顯示雙層膜中存在蛋白質顆粒；免疫熒光技術證明質膜中蛋白質是流動的。據此S.J.Singer等人在1972年提出生物膜的流動鑲嵌模型，結構特征是：生物膜的骨架是磷脂類雙分子層，蛋白質分子以不同的方式鑲嵌其中，細胞膜的表面還有糖類分子，形成糖脂、糖蛋白；生物膜的內外表面上，脂類和蛋白質的分布不平衡，反映了膜兩側的功能不同；脂雙層具有流動性，其脂類分子可以自由移動，蛋白質分子也可以在脂雙層中橫向移動。

盡管目前還沒有一種能夠直接觀察膜的分子結構的較為方便的技術和方法，但從研究中30年代以來提出了各種假說有數十種，其中得到較多實驗事實支持而目前仍為大多數人所接受的是美國的S.J.Singer和G.L.Nicholsom于1972年提出的流體鑲嵌模型（fluid mosaic model）。這一假想模型的基本內容是：膜的共同結構特點是以液態脂質雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同分子結構、因而也具有不同生理功能的蛋白質，后者主要以α-螺旋或球型蛋白質的形式存在。其局限性在于未表達出流動性不均一，Jain與White提出了“板塊與鑲嵌模型”。

1、單位膜模型

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磷脂、膽固醇、糖脂，每個動物細胞質膜上約有109個脂分子，即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子。（2）膜蛋白

細胞膜蛋白質（包括酶）膜蛋白質主要以兩種形式同膜脂質相結合：分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合，兩端帶有極性，貫穿膜的內外；外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上，或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白質（外周蛋白質）以帶電的氨基酸或基團——極性基團與膜兩側的脂質結合；占70%～80%的結合蛋白質（內在蛋白質）通過一個或幾個疏水的α-螺旋（20～30個疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6個氨基酸殘基，相當于膜厚度。相鄰的α-螺旋以膜內、外兩側直鏈肽連接）即膜內疏水羥基與脂質分子結合。理論上，鑲嵌在脂質層中的蛋白質是可以橫向漂浮移位的，因而該是隨機分布的；可實際存在著的有區域性的分布；（這可能與膜內側的細胞骨架存在對某種蛋白質分子局限作用有關），以實現其特殊的功能：細胞與環境的物質、能量和信息交換等。（Frye和Edidin1970年用發紅光的堿性芯香紅標記人細胞同用發綠光熒光素標記膜蛋白抗體標記離體培養的小鼠細胞一起培養，然后使它們融合，從各自分布，經過37℃40min后變為均勻分布。光致漂白熒光恢復法，微區監測）

細胞膜上存在兩類主要的轉運蛋白，即：載體蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。載體蛋白又稱做載體（carrier）、通透酶（permease）和轉運器（transporter），能夠與特定溶質結合，通過自身構象的變化，將與它結合的溶質轉移到膜的另一側，載體蛋白有的需要能量驅動，如：各類APT驅動的離子泵；有的則不需要能量，以自由擴散的方式運輸物質，如：纈氨酶素。通道蛋白與與所轉運物質的結合較弱，它能形成親水的通道，當通道打開時能允許特定的溶質通過，所有通道蛋白均以自由擴散的方式運輸溶質。（3）膜糖

膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂

細胞膜糖類主要是一些寡糖鏈和多糖鏈，它們都以共價鍵的形式和膜脂質或蛋白質結合，形成糖脂和糖蛋白；這些糖鏈絕大多數是裸露在膜的外面（非細胞質）一側的。（多糖-蛋白質復合物，細胞外殼cell coat）單糖排序上的特異性作為細胞或蛋白質的“標志、天線”—抗原決定簇（可識別，與遞質、激素等結合。ABO血型物質即鞘氨醇上寡糖鏈不同。131AA+100糖殘基）。

細胞膜的基本特征與功能

細胞膜把細胞包裹起來，使細胞能夠保持相對的穩定性,維持正常的生命活動。此外，細胞所必需的養分的吸收和代謝產物的排出都要通過細胞膜。所以，細胞膜的這種選擇性的讓某些分子進入或排出細胞的特性，叫做選擇滲透性。這是細胞膜最基本的一種功能。如果細胞喪失了這種功能，細胞就會死亡.。

細胞膜除了通過選擇性滲透來調節和控制細胞內，外的物質交換外，還能以“胞吞”和“胞吐”的方式，幫助細胞從外界環境中攝取液體小滴和捕獲食物顆粒，供應細胞在生命活動中對營養物質的需求。細胞膜也能接收外界信號的刺激使細胞做出反應,從而調節細胞的生命活動。細胞膜不單是細胞的物理屏障，也是在細胞生命活動中有復雜功能的重要結構。

生物膜結構的共同特征：

鑲嵌性：磷脂雙分子層和蛋白質的鑲嵌面；或按二維排成相互交替的鑲嵌面；

蛋白質極性：膜內在性蛋白質的極性區突向膜表面，非極性部分埋在雙層內部；

流動性：膜結構中的蛋白質和脂質具有相對側向流動性；細胞膜是由磷脂雙分子層和鑲嵌、貫穿在其中及吸附在其表面的蛋白質組成的，磷脂雙分子層疏水的尾部在內，親水頭部在外。磷脂由分子層構成了膜的基本支架,這個支架不是靜止的.磷脂雙分子層是輕油般的液

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1）單純擴散：脂溶性物質有膜的高濃度側向低濃度側的擴散過程，稱為單純擴散。

2）易化擴散：非脂溶性物質在膜蛋白的幫助下，順濃度差或電位差跨膜擴散的過程，稱為易化擴散。易化擴散的三個特點：

1、特異性：記憶中離子通道或載體一般指轉運一種物質。

2、飽和性：即當背后鉆云物質增加到一定限度時，轉運量不再隨之增加，這是由于離子通道或載體的數量有限的緣故。

3、競爭性抑制：記憶中離子通道或載體同時轉運兩種或兩種以上物質時，一種物質濃度增加，將削弱對另一種物質的轉運。

單純擴散和易化擴散都是順濃度差進行的，細胞本身不消耗能量，均屬于被動轉運。

3）主動轉運：離子或小分子物質在膜上“泵”的作用下，被逆濃度差或逆電位差的跨膜轉運過程，稱為主動轉運。主動運輸需要消耗大量熱量。

4）入胞和出胞作用：是轉運大分子或團塊物質的有效方式。物質通過細胞膜的運動從細胞外進入細胞內的過程，稱入胞。包括吞噬和吞飲。液態物質入胞為吞飲，如小腸上皮對營養物質的吸收；固體物質入胞為吞噬，如粒細胞吞噬細菌的過程。出胞是通過細胞膜的運動從細胞內派到細胞外的過程。細胞的代謝產物及腺細胞的分泌物都是以出胞作用完成的。

（6）細胞膜的受體功能：受體是細胞識別和結核化學信息的特殊結構，其本質是蛋白質。

補充：

細胞是物質從無生命到有生命的最小單元（且不論病毒），深度分析細胞的能量流動有助于了解 生命物質與非生命物質的 根本區別。細胞膜的發現

17世紀中葉以后的2個世紀中，細胞學說的發展史已經大體完成。但是唯獨對細胞膜的認識還要推遲兩個世紀。

1855年，耐格里發現色素透入已損傷和未損傷的植物細胞的情況并不相同。他便通過細胞的滲透特性去研究它的“邊界”(他首次把細胞“邊界”稱為“質膜”)。耐格里和克拉默(Cramer)一起進行實驗，通過實驗發現細胞具有敏感的滲透特性，它的體積可以隨著周圍介質的不同滲透強度而改變。當細胞外面的溶質滲透強度大時，細胞就變小；溶質滲透強度小時，細胞就變大。耐格里提出，細胞與環境之間正是通過這種“邊界”發生關系的。耐格里在試驗中還發現這樣的情況：把麗藻屬(Nitella)長導管細胞的一端放入水溶液內，另一端放進糖溶液，細胞內含物發生了傳動障礙。在水中一端的細胞汁液流向糖溶液中的一端，并帶著所有可移動的粒子?？墒?，原先已知的事實表明，蒸騰作用和滲透壓加在一起也不足以將液體壓到植物的上部，這兩種力無法解釋植物汁液流動的方向。因而耐格里認為，不得不假設有一股其他的力量，它們在縱壁，更可能在橫壁上。這種力量加大了細胞溶液從下往上的流向。此外，德國植物生理學家普費弗(W．Pfeffer)對植物細胞的滲透行為進行了大量的試驗，并于1897年提出了兩個重要的結論：第一，細胞是被質膜包被著的；第二，這層質膜是水和溶質通過的普遍障礙。同時，很快又發現，細胞膜這個屏障具有明顯的選擇性，一些物質可通過它，而另一些物質幾乎完全不能通過。1899年，英國細胞生理學家奧弗頓(C．Overton)發表一系列關于化合物進入細胞的觀察結果，他發現分子的極性越大，進入細胞的速度越小，當增加非極性基團(如烷基鏈)時，化合物進入的速度便增加。奧弗頓的結論是，控制物質進入細胞的速度的細胞膜是脂肪性物質，其中含有固醇和其他脂類。因此，當時確立了有一層脂質的膜圍繞著細胞的認識。到1925年，戈特(E．Gorter)和格倫德爾(F．Grendel)又提出脂質膜具有雙分子層的概念。

其實，學者們對膜的狀況的認識都還是假設，他們都未能觀察到細胞膜。雖然這個時期組織標本的固定和染色方法有了進展，甚至出現相差顯微鏡和干涉顯微鏡，但仍分辨不出細胞膜來。即使最好的光學顯微鏡也無法達到這個目的。1930—1950年，隨著電子顯微鏡技術的發展，當應用這項技術來研究細胞時，才發現細胞的邊界膜是一個固體結構的實體，從而

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第二篇：3.1 細胞膜-系統的邊界 教案

3.1細胞膜系統的邊界

【內容與解析】

本節課要學的內容細胞膜—系統的邊界指的是細胞膜在生命系統的結構層次中的細胞層次中的作用，其核心是細胞膜的組成成分和生理功能,理解它關鍵就是要理解細胞膜的制備方法和細胞膜組成成分中的有機物的種類和生理功能。學生已經學過“使用高倍鏡觀察幾種細胞”的實驗和“組成細胞的分子”中的蛋白質、糖類、脂質登等內容是本章學習的基礎。本節課的內容細胞膜系統的邊界就是在此基礎上的發展。由于它還與物質是輸入和輸出等有緊密的聯系,所以在本學科有重要的地位，并有舉足輕重的作用,是本學科分子與細胞的重點內容。教學的重點是細胞膜的組成成分和生理功能及細胞膜的制備方法，解決重點的關鍵是細胞膜的生理功能。

【目標與解析】

教學目標

（1）知道細胞膜的組成成分。（2）理解細胞膜的生理功能。目標解析

（1）知道細胞膜的組成成分就是指識記細胞膜的主要成分蛋白質和脂質以及它們在細胞膜中的含量并熟悉用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的實驗。

（2）理解細胞膜的生理功能就是指理解細胞膜在控制物質進出細胞、細胞與外界環境中的信息交流、細胞系統的邊界這些方面的具體內容。

【問題診斷分析】

在本節課的教學中，學生可能遇到的問題是學生不理解細胞膜是如何作為系統的邊界的，產生這一問題的原因是對細胞的認識尚淺，細胞膜離學生的生活經驗較遠，學起來有一定的難度。要解決這一問題，就要…給予學生一定的例題練習，其中關鍵是…例題講解要透徹，在教學過程中安排學生觀察圖片和親自作實驗來體驗細胞的存在。

【教學支持條件分析】

在本節課…例題講解的教學中，準備使用…多媒體。因為使用…多媒體，有利于…讓學生理解制備細胞膜的實驗原理與細胞膜生理功能，利用學生的認知沖突，激發學生興趣。

【教學過程】

問題1…當人們對細胞有一定認識后，有人嘗試過想組裝細胞，你們推測一下能否成功？能否把蛋白質、核酸、脂質、糖類、水、無機鹽等物質機械地組裝在一起，成為一個有活力細胞。每一個系統都有一定的邊界，那么細胞是否也有邊界呢？ 設計意圖：給出動物細胞的顯微結構，讓學生思考。

師生活動： 展示光鏡下未經染色的動物細胞圖片，觀察后思考問題？

1.請嘗試說出圖中哪些是氣泡？哪些是細胞？并討論能否在顯微鏡下看到細胞膜？

2．要想真正觀察細胞膜要用電子顯微鏡，但是在電子顯微鏡誕生之前，科學家已經能夠確定細胞膜的存在了，你能想辦法驗證細胞膜的存在嗎？

例題1 用涼水洗紅莧菜，水不變紅；煮莧菜湯，湯卻是紅色的，這是為什么？

變式訓練： 將紫色蘿卜的塊根切成小塊放入清水中，水的顏色無明顯變化。若對其進行加溫，隨著水溫的升高，水的顏色會逐漸變紅。其原因是（）A.細胞壁在升溫的過程中受到破壞 B.水溫升高，花青素的溶解度加大 C.升溫使細胞膜被破壞而喪失功能 D.升溫使水中的化學物質發生了反應

解析：光學顯微鏡下不能看見細胞膜，但是能夠觀察到細胞與外界環境之間是有界限的。活細胞中的物質要逸出細胞外首先要通過一道選擇性的屏障，并不是所有的物質都能自由進入細胞，這道屏障就是細胞膜。溫度升高到一定程度會使得細胞膜失去生理功能。

例題2.水溶性染色劑（PI）能與核酸結合而使細胞核著色，可應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細胞的核會被著色。利用PI鑒別細胞的基本原理是（）A、死細胞與活細胞的核酸結構不同 B、死細胞與活細胞的核酸含量不同 C、活細胞能分解染色劑PI D、活細胞的細胞膜能阻止PI的進入

解析：死亡細胞的細胞膜沒有生理功能，外界物質可以自由進出。

問題2…學生討論：設計實驗方案，如何提取細胞膜，老師進行指導。教材是如何是如何體驗制備細胞膜的方法的？

實驗原理：哺乳動物成熟的紅細胞吸水漲破

實驗選材：對于一個實驗來說，合適的實驗材料是實驗成功的關鍵。

解析：選擇哺乳動物紅細胞原因是沒有細胞壁，沒有細胞核和眾多的細胞器。實驗用具：蒸餾水、滴管、吸水紙、載玻片、蓋玻片、顯微鏡。

實驗步驟：第一步：制作臨時裝片

第二步：高倍顯微鏡觀察（細胞形態）

第三步：滴加蒸餾水再觀察（細胞形態）

解析：細胞內的物質具有一定的濃度，將細胞放入清水，水會進入細胞，將細胞漲破，細胞內容物流出，從而得到細胞膜。血液容易凝固，要解決這個問題需要加入抗凝劑，實驗前用生理鹽水稀釋。

1.選擇__________________________________作制備細胞膜的材料的原因：①動物細胞沒有_________，不但省去了去除細胞壁的麻煩，而且無細胞壁的支持和保護，細胞易______________。② 哺乳動物成熟的紅細胞，沒有_________________和具有膜結構的____________，易用________分離法得到不摻雜細胞內膜系統的純凈的細胞膜。

2.實驗原理：細胞內的物質具有一定的濃度。把細胞放入_____________，細胞由于_________________，內容物流出，得到細胞膜。3.實驗步驟：

選材：______（或_____、_____、_____）的新鮮的紅細胞稀釋液

↓

制作裝片：用滴管吸取一滴紅細胞稀釋液，滴在______________上，蓋上_____________

↓

觀察：用顯微鏡觀察紅細胞形態（先__________________→再________________________）

↓

滴___________：在蓋玻片的一側滴一滴蒸餾水，在另一側用______________________

↓

觀察：持續觀察細胞的變化

↓

結果：凹陷消失，_______________________________，內容物流出，獲得____________ 實驗注意事項：

1)取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋，其目的是：①使紅細胞分散開，防止凝集成塊；②使紅細胞暫時維持原有的形態。

2)如果該實驗過程不是在載物臺上的載玻片上操作，而是在試管中進行，要想制備較純凈的細胞膜，當紅細胞破裂后，還必須經過離心，過濾才能獲得。

問題3…細胞膜的主要成分是什么？

設計意圖：…回歸課本，觀察細胞膜的結構模式圖讓學生自己思考細胞膜由哪些成分組成。例3．某科學家將一種細胞的最外層進行化學分析，得到糖類、磷脂、蛋白質，由此可以判斷該細胞是（）

Ａ．藍藻細胞

Ｂ．植物細胞

Ｃ．動物細胞

Ｄ．大腸桿菌

變式練習細胞膜上與細胞的識別、信息傳遞有著密切關系的是（）Ａ、糖蛋白 Ｂ、磷脂 Ｃ、脂肪 Ｄ、核酸

解析：蛋白質在細胞膜行使功能是起重要作用,因此,蛋白質的種類和數量越多,細胞膜的功能越復雜。

問題4…細胞膜的生理功能是什么？變形蟲體內注入伊紅,伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。為什么？

設計意圖：通過實驗結果，引發學生思考。進一步深入到細胞膜的生理功能。師生活動：

1.將細胞與外界環境分隔開 2.控制物質進出細胞

3.進行細胞間的信息交流（細胞分泌的化學物質、接觸、胞間連絲）

例4．下列哪一項不屬于細胞膜的功能()A．控制物質進出細胞

B．將胰島細胞形成的胰島素，分泌到胰島細胞外 C．提高細胞內化學反應的速率

D．作為系統的邊界，維持細胞內的環境穩定

解析：細胞膜沒有促進化學反應速率的功能，細胞中的酶才有。

變式練習.在哺乳動物受精的過程中，精子能夠與卵細胞相互識別，精子將其頭部鉆入卵細胞中，與卵細胞發生結合，當一個精子進入后，細胞發生變化，不再讓其他精子進入。這一現象體現出細胞膜能夠（）

A.保障細胞內部環境的相對穩定 B.控制物質進出細胞

C.卵細胞攝入所需要的精子 D.進行細胞間的信息交流

解析：進行細胞間的信息交流（相鄰的兩個細胞的細胞膜的接觸，信息從一個傳給另一個細胞）

變式訓練.在處理污水時，人們設計一種膜結構，有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側，以降低有毒重金屬離子對水的污染，這是模擬了生物膜的（）A．識別功能 B．流動性功能 C．主動運輸功能 D．選擇透過性功能 解析：細胞膜能控制物質進出細胞 問題5…動植物細胞的區別是什么？

設計意圖：回歸課本，植物細胞的最外層是細胞壁。師生活動：

1、棉、麻的主要成分是什么？

2、植物細胞放在清水中為何不會脹破？ 3.細胞壁的主要成分是什么？作用是什么？

例5.植物細胞具有相當的強度，主要是由于存在（）A.液泡

B.內質網

Ｃ.細胞壁

Ｄ.細胞膜

解析：植物細胞在細胞膜外面還有一層細胞壁，其化學成分主要為纖維素和果膠 變式練習.要去除植物細胞的細胞壁，最好選用（）Ａ．蛋白酶

Ｂ．脂肪酶

Ｃ．淀粉酶

Ｄ．纖維素酶和果膠酶

解析：細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此可以用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁

【目標檢測】

1．細胞膜的主要成分是（）A.蛋白質和多糖 B.多糖和脂質

C.脂質和核酸

D.蛋白質和脂質

2．下列不屬于細胞膜的功能的一項是（）A.控制物質進出

B.進行細胞間的信息交流 C.維持細胞內部環境的穩定

D.使細胞內的各種生物化學反應加快

3．植物細胞壁的化學成分主要是（）A.脂質和蛋白質 B.纖維素和果膠

C.脂質、蛋白質和糖類

D.纖維素、果膠和蛋白質

4．用32P標記細胞后，下列不能檢測到32P存在的物質或結構是（A.細胞膜 B.DNA C.RNA D.細胞壁

5．關于制備較純凈的細胞膜的敘述，正確的是（）A.常用哺乳動物的紅細胞，因為其顏色明顯，便于觀察

B.哺乳動物成熟紅細胞中沒有細胞核和復雜的細胞器，是最佳材料C.應該用植物細胞，植物細胞在清水中可以吸水漲破 D.得到的細胞膜只含有磷脂分子

【課堂小結】

細胞膜：

細胞膜的成分

磷脂 約50% 蛋白質 約40 %）

糖類 2－10 % 細胞膜的生理功能

將細胞與外界環境分隔開 控制物質進出細胞

進行細胞間的信息交流（細胞分泌的化學物質、接觸、胞間連絲）

【配餐作業】

完成《同步導學案》P21，1—6題

第三篇：3.1(細胞膜——系統的邊界)學案

動物離體器官進行實驗時，我們也會采用與該動物體液滲透壓相同的溶液維持動物器官的正常活力。哺乳動物（或人）的成熟的紅細胞放入清水中吸水脹破是因為它吸水，當這些細胞放入滲透壓比自己細胞內部滲透壓高的溶液中時，基于同樣的原理，它會失水而引起細胞的皺縮。典題精講

例1科學家們在試驗中發現：脂溶性物質能夠優先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。這些事實說明：組成細胞膜的物質中有________________。思路解析：

對待這種材料題，我們要認真分析給出的材料，如此題中，由“脂溶性物質能夠優先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質的溶劑溶解”，根據相似相溶性原理，可得出細胞膜中有脂質；由“細胞膜會被蛋白酶分解”可得出還有蛋白質這種成分。至于其他的信息我們沒法從題干中得出，不能武斷地下結論。答案：脂質分子和蛋白質分子

例2最有可能構成細胞膜的一組元素是（）

A.碳、氫、氧 B.碳、氫、氧、氮 C.碳、氫、氧、磷 D.碳、氫、氧、氮、磷 思路解析：本題考查細胞膜的化學組成及各種化合物的元素組成，細胞膜的主要化學組成為脂質、蛋白質和少量糖類，所以細胞膜的化學元素中必有碳、氫、氧、氮、磷五種元素，氮主要存在于蛋白質中，磷主要存在于磷脂中。答案：D 知識導學

含量的多少并不是判斷哪種成分對細胞膜的功能更為重要的標準，從細胞膜的組成成分看，脂質含量最多，但細胞膜的主要功能主要由其上的蛋白質行使，結構不同的細胞的細胞膜上蛋白質的種類和數量也不同。

細胞膜是細胞的邊界，是細胞存在的基礎，學習時要把握這一主題去理解。細胞膜的所有功能都是對這個主題的延伸。

（1）細胞膜使細胞與外界隔開，保障了細胞內部環境的穩定，若沒有它的存在，生命物質與外界環境之間通過擴散而達到平衡，細胞就不復存在了。

（2）物質進出細胞必須經過細胞膜。它控制物質進出的特性，使細胞以膜為單位形成一個基本單位，保持一定獨立性。

（3）細胞與細胞之間可以通過受體、直接接觸、形成細胞通道等方式建立聯系，這些都需要有細胞膜的參與。

（4）細胞膜是一種選擇透過性膜，只有活細胞具有這種特性。細胞膜選擇透過性表現在如下幾點：除水以外，只有被細胞選擇的離子和小分子才能通過；大分子物質除特殊情況以外，不能通過細胞膜。細胞膜的選擇透過性是生命活動的一種體現，是判斷細胞死活的標準之一。疑難導析

利用哺乳動物的成熟紅細胞制備細胞膜是生物學上的經典實驗之一。從這個實驗可以看出生物實驗中實驗材料的選擇對實驗結果取得的關鍵作用。同時它還給我們提供了一個精彩的實驗方法，利用細胞吸水的原理設計操作簡單的實驗達到了極好的效果。

細胞是一個有機體，它的各種生命活動都是緊密聯系的。教材因為講解的方便，把細胞分成了幾部分，但我們學習時應當始終把細胞作為一個整體看待，從事物普遍聯系的角度理解細胞中甚至整個生物體的各種生命現象，這樣才能對各種現象正確把握。問題導思

此題利用了一個實驗事實，并從嶄新的視角提出問題，因此學習時應注意舉一反三，從不同角度思考問題，這樣會對知識有更深刻的理解。例如在探究此問題的同時，還可以思考：

（1）制備純凈的細胞膜為什么必須用哺乳動物成熟的紅細胞？

（2）“血影”的主要成分是什么？

（3）紅細胞內部的滲透壓應該是多大？ 典題導考

黑色陷阱：如果審題不準，特別是對材料中的相關信息提取不準，就很容易想當然地把我們所學的知識生搬硬套上：脂質、蛋白質和少量糖類。死記硬背是提高學習成績的一大障礙。典題變式：若用能溶解脂質的酶處理細胞膜，細胞膜____________________（填“會”或“不會”）被溶解，若用蛋白酶處理，細胞膜___________________（填“會”或“不會”）被溶解，若用果膠酶處理，細胞膜________________________（填“會”或“不會”）被溶解。答案：會 會 不會

綠色通道：學習時要注意融會貫通，注意新學知識對已學知識的反饋作用。

典題變式：請根據細胞膜的成分推斷其所含有的化學元素及其存在于何種化合物。答案：細胞膜的主要化學組成為脂質、蛋白質和少量糖類，所以細胞膜的化學元素中必有碳、氫、氧、氮、磷五種元素，氮主要存在于蛋白質中，磷主要存在于磷脂中。

第四篇：高中生物《3.1 細胞膜 系統的邊界》教學設計 新人教版必修1

人教版 必修一 3.1 細胞膜——系統的邊界

教學設計

一、教材分析

《細胞膜——系統的邊界》是人教版高中生物必修一《分子與細胞》第3章第1節的教學內容，主要學習細胞膜的成分和功能、掌握制備細胞膜的方法。本節是學習細胞結構和功能的開端，又為后續章節的學習打下了基礎。

二、教學目標

1．知識目標：簡述細胞膜的成分和功能，解釋細胞膜在維持細胞結構和功能中的重要作用。

2．能力目標：進行用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的實驗，體驗制備細胞膜的方法。3．情感目標：認同細胞膜作為系統的邊界，對于細胞這個生命系統的重要意義。

三、教學重點難點 1．教學重點

（1）細胞膜的成分和功能

（2）理解細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義 2．教學難點

（1）用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法（2）理解細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義

四、學情分析

我們的學生都是平行班，沒有實驗班，學生基礎較差。所以在課堂上應該讓更多的同學參與討論老師提出的問題，老師點評要到位，講解要細致。

五、教學方法

講授與學生討論相結合、問題引導法、資料分析法

六、課前準備

1.學生的學習準備: 預習細胞膜的成分和功能以及細胞膜制備初步把握實驗原理和方法

2.教師的教學準備;多媒體課件制作、課前預習學案、課內探究學案、課后延伸拓展學案

3．教學環境的設計和布置：八人一組，探討老師提的問題，小組推薦發言人，最后老師點評總結

七、課時安排：1課時

八、教學過程

（一）預習檢查、總結疑惑

檢查落實了學生的預習情況并了解學生的疑惑，使教學具有針對性

（二）情境導入、展示目標

教師：在前面的學習中，我們認識了細胞這個基本的生命系統的物質成分，從今天開始，我們將進一步認識細胞這個基本的生命系統，我們來認識由水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸組成的一個有機整體——細胞的基本結構。

大家對于細胞應該有了一定的認識——我們在初中學習過，在前面的實驗中我們也曾經觀察過一些細胞。

教師：你認為細胞最外面的結構是什么？

學生：（學生發言：脫口而出的同學可能往往回答細胞膜；略有思考的同學回答細胞壁；比較嚴謹的同學會回答“植物細胞的最外層是細胞壁，動物細胞的最外層是細胞膜”，等）

（教師點評后總結，注意點評學生的思維習慣）

教師：動物細胞沒有細胞壁，而像植物、真菌、細菌等生物，細胞往往具有細胞壁。植物細胞的細胞壁，主要成分是纖維素和果膠，它們沒有生命活動的特殊功能，主要是對植物細胞有支持和保護作用。而對于真菌和細菌的細胞壁與植物不同，我們在以后的學習中會逐步了解。

然而我們今天要重點討論的話題不是細胞壁，因為我們將討論的是“系統的邊界”，系統的邊界是什么？這里的答案就只有一個：細胞膜。

因為，我們這里指的“系統”是：生命系統！在組成細胞的結構中，具有生命活性的結構是細胞膜、細胞質和細胞核，而細胞壁并沒有像它們這樣的生命活性。這里的“生命活性”可能對大家還比較抽象，不過隨著我們對細胞膜等功能的深入，你就會慢慢了解。

（板書：細胞膜——系統的邊界）

（三）合作探究、精講點撥 探究一：細胞膜的存在

教師：對于細胞膜作為系統的邊界，同學們有沒有這方面的感性認識？也就是說你能不能列舉出一些證據來證明細胞膜這個系統邊界的存在？

學生：直接借助光學顯微鏡、電子顯微鏡觀察得到。

教師：很好，電子顯微鏡可以看清楚細胞膜的存在，光學顯微鏡雖然不能看見細胞膜，但是卻能夠清楚的觀察到細胞與外界環境是有界限的。

除了這樣的直接觀察，我們還能不能通過一些其他的感受間接感知細胞膜的存在呢？（用視頻的方式介紹科學家進行顯微探針感受阻力的實驗：一開拓學生的實驗思路；二激發學生興趣）

用顯微注射器將一種叫伊紅的物質注入變形蟲體內，顯微鏡下觀察發現，伊紅會很快的擴散到整個細胞，卻不能很快逸出細胞。

另外，我們還可以在顯微鏡下看到：用微針觸碰細胞表面時，細胞表面有彈性，可伸展；用微針插入細胞內，細胞表面有一層結構被刺破；如果細胞表面結構受損面過大，細胞會死亡。

過渡：通過剛才的實驗，我們也可以看到，當細胞膜被破壞的時候，細胞也就死亡了。這說明了細胞膜對于生命系統來講，是非常重要的。那么，細胞膜有哪些重要功能呢？

我們知道有什么樣的結構才可能具有什么樣功能，功能與結構是相統一的，那么，細胞膜具有什么樣的結構才能完成上述的功能呢？

鑒于細胞膜的結構我們還會在第四章詳細學習，我們這里主要來研究細胞膜的組成，看看完成細胞膜功能的是靠細胞膜上的哪些成分來完成的。

（板書：細胞膜的成分）

教師：我們要分析細胞膜的成分，首先要獲得細胞膜。那么，怎樣獲得比較純凈的細胞膜呢？

請大家閱讀課本40頁－41頁的實驗：體驗制備細胞膜的方法，完成下面幾個問題的思考。

（板書：體驗制備細胞膜的方法）探究二：細胞膜制備方法 問題：

1、選用植物細胞好不好？

2、為什么選用哺乳動物成熟的紅細胞？

3、細胞破裂后，怎樣分離出比較純凈的細胞膜？

4、歸納實驗的原理。

（學生進行實驗體驗，教師指導，后進行點評總結）學生：??

教師：我們利用動物細胞在蒸餾水中會吸水漲破，細胞內的物質就會流出來，從而獲得細胞膜。再由于哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核以及其他膜結構的細胞器，所以，可以避免其他膜的干擾。最后利用離心的方法將細胞膜與細胞內的其他物質分離開來，獲得比較純凈的細胞膜。

教師：現在細胞膜的提取過程大家已經體驗過來，接下來的工作就是分析細胞膜的成分有哪些？怎么分析呢？

探究三：分析細胞膜的成分

借助現在的科學技術手段，我們大可以通過先進的儀器分析得知，但是我們手頭上沒有大家能利用的儀器。我們有什么呢？請大家看下面的資料，來分析一下細胞膜的成分。

（投影：

1．發現脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通過細胞膜； 2．如果用脂質溶劑處理細胞，發現細胞膜被溶解； 3．如果用蛋白酶來處理細胞，發現也能破壞膜結構。）（學生討論、發言）學生：??

學生：（歸納總結）細胞膜的成分中含有脂質和蛋白質。（板書）

教師：好，大家一起來看課本，享受已經發現的研究結果：細胞膜主要由脂質和蛋白質組成。此外，還有少量的糖類。其中脂質約占細胞膜總量的50％，蛋白質約占40％，糖類占2％－10％。在組成細胞膜的脂質中，磷脂最豐富。

通過這則資料，其實也告訴大家了一種研究物質組成成分的方法：酶解法。

我們在各種膜的研究中還發現，功能越復雜的細胞膜，其蛋白質的種類和數量就越多。這也和我們前面了解的蛋白質的功能是相一致的：蛋白質是生命活動的主要承擔者，細胞膜的功能中也少不了蛋白質的一份！我們也將在后面章節的學習中，越來越多地了解細胞膜的各種成分在其功能中的具體作用。

探究四：細胞膜的功能

（學生活動）閱讀課本42頁內容，聯系生活經驗，理解細胞膜的功能。（板書：細胞膜的功能）

（請學生發言，讓他們結合生活經驗，解釋細胞膜的功能，教師適時點評）學生：細胞膜將細胞與外界環境分隔開。（板書）

只有這樣，細胞才能獲得一個相對比較穩定的內部環境，才能減小受到的各種外部干擾，才能正常的進行各種代謝活動。這就好比我們的學校的圍墻，班級的墻壁，如果沒有這些，喧囂的街道，隔壁班級的活動直接影響到我們班級同學的學習，那么，我們的學習不可能正常進行。

學生：??

教師：同學們的比方非常形象。作為生命體，要保證自身代謝順利進行，一個相對獨立的內部環境何等重要；有了細胞膜，這個邊界將細胞與外界環境分隔開，細胞內才能保持各種理化性質的相對穩定，才可能具備代謝的正常條件。也正因為如此，在生命的起源過程中，科學家把“原始界膜”的形成作為生命演變中的重要階段，具有了原始界膜后，才使得原始生命的誕生成為可能！

教師：細胞膜能控制物質進出細胞。（板書）

學生：既然細胞膜是細胞的邊界，這就好像皮膚是我們人體的邊界一樣，我們的皮膚可以阻止一些病毒、細菌等進入我們體內，細胞膜也應該有類似的功能。

學生：??

教師：這個類比是比較恰當的。對于細胞膜能控制物質進出細胞這一點功能，我們將在第四章會有更加詳細的學習，現在需要大家先了解細胞膜具有選擇性的允許細胞需要的營養物質進入，而細胞不需要的，或者對細胞有害的物質就不容易進入細胞。細胞膜的這樣一種生理功能我們稱之為“選擇透過性”。不過選擇透過性只有活的細胞的細胞膜也具有，細胞死亡，這種選擇透過性就喪失了。

記得在我們初中的學習中，我們通過實驗的方法來檢驗玉米的種子是否還具有萌發的活性（也就是說玉米種子是否還是活的），也就是利用細胞膜的這點特性。下面給大家如下材料，請你設計實驗來檢驗這些玉米種子是否還能萌發。

（投影）材料：玉米種子，紅墨水，鑷子，刀片，培養皿，燒杯，酒精燈。（學生思考、討論、發言）（投影）方法步驟：

1、將玉米種子放在20－25℃的溫水中浸泡36h。

2、取20粒已經泡漲的種子，將其中的10粒放在沸水中煮5min后，冷卻，作為對照的實驗材料。

3、分別取煮過和未煮過的玉米種子放在培養皿中，用刀片沿胚的中線縱向切開籽粒，用稀釋20倍的紅墨水浸泡（以沒過種子為宜）。2min后，倒去紅墨水，用水沖洗籽粒數次，直到沖洗液無色為止（洗去浮色）。

4、觀察籽粒中胚的顏色。（投影）結果預期：

未煮過的籽粒的胚細胞未被染成紅色；煮過的籽粒的胚細胞被染成紅色。

（胚細胞被染紅說明了胚細胞的細胞膜失去了選擇透過性，也就說明胚細胞死亡，不再具有萌發活性）

教師：細胞膜進行細胞間的信息交流。（板書）

細胞作為一個個體的基本組成單位，對于一個個體來說，生活在外界環境中，與周圍的環境關系密切，不斷地與外界環境發生著物質和信息的交流。構成個體的細胞也應該是這樣的，只有這樣，細胞才能聯合起來組成能行使同一功能的組織，再構成器官??而細胞之間的信息傳遞，應該就是考系統的邊界——細胞膜。

教師：（放映有關細胞間進行信息傳遞的動畫、圖片等，同步解說）

在多細胞生物體內，各個細胞都不是單獨存在的。它們必須保持功能的協調。這種協調不僅依賴于物質和能量的交換，也有賴于信息的交流。這種信息的交流大多與細胞膜的結構和功能有關。

細胞間進行信息交流的方式：1 靶細胞（胰島素與靶細胞）2 細胞間信息的傳遞（精子與卵細胞結合）3 相鄰兩個細胞通過通道進入另一個細胞（高等植物細胞的胞間連絲）

過渡：通過剛才的學習，可以看到細胞膜的功能對于一個細胞的正常運作是必需的；當然細胞膜的功能除了上述介紹的三點，還有一些其他的功能，這個問題大家可以在課下查找資料，也可以在后面的學習中逐漸了解，總結。

教師：好，這節課我們就進行到這里。

九、板書設計

細胞膜——系統的邊界

（一）體驗制備細胞膜的方法：

（二）細胞膜的成分: 脂質、蛋白質、糖類

（三）細胞膜的功能：細胞膜將細胞與外界環境分隔開；細胞膜能控制物質進出細胞;細胞膜進行細胞間的信息交流

十、教學反思

對于這節課的內容，雖然有問題探討、有實驗，但是基于學生的生物學基礎，還不能很大程度的實現自我探究。就像“問題探討”中的問題，我認為有一些超出了學生的知識認識水平，所以，我采用提供一些直觀的資料，再由學生進行體驗，進行總結。

整節課我認為最重要的就是要實現學生能夠積極的參與進入老師的話題中，能夠緊緊跟上老師的腳步，其中，最關鍵的就是要有學生自己的思考，不過，我想這樣的思考多數學生都可以，但是怎樣讓全部的學生都能夠做到這樣，還需要不斷的探討，這也包括課堂上的教師的積極課堂感染。

一堂課，是不是都是學生活動就成功了？我認為不！不管是傳統的，還是新課改，不管采用哪種教學方式，思維的引導很重要：我覺得只要課堂上，能夠使學生養成生物學的思考習慣就達到目的了，教是為了不教，就是要讓學生有自己的分析問題的能力。

第五篇：高中生物必修一細胞膜—系統的邊界 說課稿

細胞膜—系統的邊界 說課稿

一、說教材

1、教材分析

本課題是生物第三章第一節的教學內容，本節課主要介紹細胞膜的成分和細胞膜的主要功能兩個方面的內容。本課的教學內容是在學習了生物的物質基礎和細胞的種類的基礎上進行的。所以，學好本節內容既能幫助學生鞏固前面的知識，又能為學生學習動物和植物的新陳代謝作好鋪墊，它在教材中起著承上啟下的橋梁作用。因此本節課在教學中起著至關重要的作用。

2、目標分析

根據本節課教學內容的要求和教學內容的結構特征，依據學生的學習心理規律和素質教育的要求，結合學生已有實際水平，本節課教學目標制定如下：

知識目標：

（1）簡述細胞膜的成分和功能

（2）解釋細胞膜在維持細胞結構和功能中的重要作用。能力目標：

（1）培養學生識別生物圖的能力和分析歸納總結的能力。（2）培養學生依據科學實驗史料構建生物學知識的能力。情感目標：

（1）讓學生參與生命問題的探討與結果分析。

（2）通過對細胞結構和功能的學習讓學生體會生物體結構和功能相適應的觀點，教育學生熱愛科學。

3、教學重點和難點

教學重點：（1）細胞膜的成分和功能。

（2）理解細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。因為這是本節課的中心內容和關鍵。教學難點：（1）用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。（2）體會細胞膜對這個生命系統的重要意義。

因為以上內容復雜，涉及面廣，學生缺乏必要的基礎知識，不易理解。

二、說學情

中專學生已具備一定的抽象思維能力和較高的思維積極性，他們不愿意被動接受學習，而是要求在老師的指導下，自己親自去探究，這符合青少年心里發展的特點。但其知識儲備和認知水平有限，理解能力、分析問題的能力還較低，需要老師在授課時因勢利導，不斷啟發、點撥和矯正。根據本節課的教學目標，注意引導學生透過現象看本質，發現知識的前后聯系，從而突出重點，解決難點。

二、說教法

根據教學目標的要求，結合教材的內容特點和學生知識水平及思維發展的特點。本節選擇：

1、指導讀書法：培養學生的自學能力。

2、提問設疑法：制造懸念，啟發學生思考，引起學生的好奇心和求知欲，這樣做是培養學生的思維能力。

3、引導討論法：培養學生觀察、分析問題的能力，同時充分體現教師的主導和學生的主體作用。

4、講練結合：及時鞏固每個知識點十分有利。

四、說學法

教與學雙方是相輔相成的，不能只強調教而忽視了學。教學過程是教師教與學生的學的共同活動過程，一節課既要發揮教師的主導作用，又要突出學生的主體作用。根據中專生的心理特點、處年齡特點與本地的實際情況，我采用下面方法來引導學生學習：

1、引導學生討論并回答，提高學生說的能力。學生只有會說，才將新知識加以消化，加以鞏固。說是學生參與教學的重要體現，也是新課改的要求。

2、引導學生練，提高學生運用知識的能力。練是學生掌握知識、運用知識的一條途徑，也是消化本節內容的關鍵。適當安排一些練習，讓學生消化并學會遷移和應用，這有利于達到預期的教學目標。

五、說教學程序

1、創設情境，導入新課

導入新課就是要用富有感染力的語言和事例，因為導言在教學中起著承上啟下的作用，一方面它可以激發學生的學習興趣，調動學生的積極性；另一方面也可以留下懸念。本節課采用設疑的方法提出問題。

引言：有位專家這樣說：“我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比現在設計出的任何智能電腦精巧！”，同學們認為他說的對嗎？（自由發言）

提問：我們學校的校園與校外環境是以什么作為界限呢？（自由發言）

師：細胞作為生命活動的基本單位，也有結構使細胞和外界隔絕開來，那就是細胞膜。

2、認定目標，引導探究

讓學生明確本節課的學習任務，加強學生學習過程的有意注意。

3、設計計問題，指導自學

問題：（1）同學們懂得區分顯微鏡視野中的氣泡和細胞嗎？（2）光學顯微鏡下能不能看見細胞膜？（3）如何確定細胞膜的存在？（4）怎樣獲得細胞膜？

（5）細胞膜在生命活動中起什么作用？（6）植物細胞和動物細胞有何區別？（7）植物細胞壁由什么組成？有什么作用？

指導學生閱讀教材，引導討論、分析并回答，最后教師糾正、精講點撥。讓學生體會科學研究的思路和方法，培養基本的生物學研究能力，提高科學素質。

4、歸納總結，引導遷移 師生共同完成。

細胞膜的主要成分：脂質（約50%）、蛋白質（約40%）、和糖類（約2%-10%），磷脂最豐富。

細胞膜的功能：（1）將細胞與外界環境分割開；（2）控制物質進出細胞；（3）進行細胞間的信息交流。

5、達標測評，反饋糾正

檢查學生知識掌握情況，對學生給予激勵性評價，讓學生體會獲得成果的喜悅。

6、板書設計（略）

板書設計必須簡明扼要，脈絡清晰，既要體現知識之間的相互聯系，又要突出重難點目標。