细胞膜 系统的边界 省优质课一等奖
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进？葡萄糖，氨基酸， 病毒，让哪些出？代谢 废物，核酸，抗体， 激素。
控制物质
通过类比推理得出：细胞膜的功能是 进出细胞
门卫阻止的全部都进不来吗？细胞膜的控制作用是相对的
情景模拟之细胞间的信息交流
同学甲相当于 。
同学乙相当于 。
情书相当于
。
送信人相当于 。
发出信号的细胞
靶细胞
同学丙相当于 。 同学丁相当于 。
• 甲酸转运蛋白FocA的分子结构揭示其是
•
细胞膜上的一个通道蛋白
•
施一公 （院士，清华大学副校长，结构生物学家）
• FocA在细菌、古细菌、真菌、藻类和寄生虫中负责短链酸 的转运。甲酸-亚硝酸转运蛋白家族中所有成员蛋白的分子 结构和转运机制都是未知的。这个晶体结构显示,FocA构成 了一个对称的五聚体。尽管FocA与水通道蛋白Aquaporin 在序列上缺乏同源性,但它们的单体整体结构却异常相似。 这些结果意味着FocA应该是一个细胞膜上的跨膜通道蛋白, 而不是此前认为的转运载体蛋白。在结构生物学和生物化
学方面的进一步研究为细胞膜上蛋白质的类型及具体作用 提供重要线索。
• 从资料分析， 蛋白质 是细胞膜的成分之一，
•
类型有 跨膜通道蛋白和 转运载体蛋白 。
理性思维 之观察与概括
• 甲酸转运蛋白FocA的分子结构揭示其是
•
细胞膜上的一个通道蛋白
•
FocA在细菌、古细菌、真菌、藻类和寄生虫中负责短
链酸的转运。甲酸-亚硝酸转运蛋白家族中所有成员蛋白的
进一步思考：正常情况下细胞膜成分及 含量能随意改变吗？
社会责任之“为攻克医学难题而执着奋斗”
阅读课本第41页的小字“与生活的联系”及 旁栏“肿瘤医院检验报告单”哪些指标含量 超过正常值，体内就可能出现了癌细胞呢？
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改 变有关,如产生甲胎蛋白.癌胚抗原等。
理性思维之类比推理：细胞膜的功能
吸 人的正常 水
的红细胞
涨 人的膨胀的 破
红细胞
人的涨破的 红细胞
实验原理
实况展现：直观感知真实红细胞
• 实验步骤：制片 观察 滴加清水 观察
自制flsah
（引流法）
实验问题进一步探讨
破裂红细胞的细胞膜和细胞质还是混在一起， 怎么能将他们分开，获得纯净的细胞膜呢?
差速离心法 （不同转速离心）
理性思维 之观察与概括：细胞膜的成分
相邻细胞之间形成通道 (如高等植物细胞 之间通过胞间连丝来进行信息交流)
理性思维 之归纳与总结：细胞膜的功能
• 1、将细胞与外界环境分隔开
从资料分析，细胞膜的成分除了蛋白质之外， 还有 脂质 ， 这种成分中含量最丰富的是 磷脂 。
•
靶向蛋白酶体的抗多发性骨髓瘤新药发现及功能
•
糖脂与糖蛋白的研究
•
曹嘉翌（博士，华东理工大学）
• 细胞膜上的糖类含量很少，一般和蛋白质结合形成糖蛋白 复合物，和脂质结合形成糖脂复合物。生物体内糖-蛋白间 的相互作用是糖生物学功能的基础,此作用往往是由多拷贝 数的糖链与簇集状的糖蛋白受体经过特异性结合所完成的。 因此,此类糖-蛋白相互作用与许多疾病的诊断、治疗和干预 相关。通过生物实验对合成的多价糖肽类化合物靶向肝癌 细胞(HepG2)的能力作初步的探讨,发现连结糖基数目越多 的多价化合物与ASGPR结合能力的越强,其多价GalNAc糖 基使之具备潜在生物学靶向能力及类肿瘤疫苗的结构特 征。
细胞膜 系统的边界 省优质课一 等奖
细胞膜 系统的边界 省优质课一 等奖
生物学科核 心素养： 生命观念 理性思维 科学探究 社会责任
大四中的边界
细胞膜——系统的边界
• 生物课程标准：简述细胞膜系统的结构和功 能
• 高考考试大纲：细胞膜系统的结构和功能 （Ⅱ）
学习目标：1、简述细胞膜的成分和功能 2、体验制备细胞膜的方法 3、认同细胞膜作为系统的边界， 对于细胞生命系统的意义
科学探究之找寻制备细胞膜的材料
选择动物细胞好还是植物细胞好?为什么? 任何动物细胞都行吗?皮肤表皮细胞行吗？ 最佳材料应具备什么条件呢？ 有没有这样的细胞呢？
哺乳动物成熟的红细胞 （准确记忆）
生命观念之结构与功能观
未成熟红细胞
成熟红细胞
结构决定功能；结构与功能相适应
科学探究之获得细胞膜的方法
把细胞膜和细胞质分开，首先应干什么？ 怎么使细胞膜破碎呢？用针扎破行吗？
及具体作用提供重要线索。
授之以渔：先看问题，快速浏览，
秒排干扰，精准定位。
胆囊癌细胞膜中蛋白质和脂质变化的FTIR研究
• 颜宁 （清华大学教授，最年轻院士候选人）
• 应用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对胆囊癌细胞膜 进行检测,并分析其蛋白质和脂质的红外变化。结果: 胆囊癌细胞膜上生物大分子蛋白质和占主要成分的磷 脂分子的红外光谱存在明显差异:癌组织中与磷脂相关 的吸收谱带出现概率高、且峰型高尖,相对吸收强度 I2957/I1650和I1740/I1400的比值增加;相对吸收强度 I1460/I1400的比值在正常组织细胞膜中较高。结论: 胆囊炎性与癌组织细胞膜上大分子红外光谱存在不同, 通过FTIR对癌变早期生物大分子改变做出客观映。
哪里是校内？ 哪里是校外？ 围墙的功能是 将学校与外界分隔开。
哪里是细胞内部？ 哪里是外界环境？
将细胞与外界
通过类比推理得出：细胞膜的功能是 环境分隔开
假设你是门卫，你让哪些进门？四 中师生，持刀陌生人，餐 厅送菜车。让哪些出门？教室 桌凳，垃圾车。
门卫的作用是控制人和车进出学校
假设你是细胞膜，你让哪些
从资料分析，细胞膜的成分除了蛋白质和脂质之外，
还有 糖类 ， 与蛋白质结合形成 糖蛋白 ，
与脂质结合形成 糖脂 。
理性思维 之归纳与总结：Fra Baidu bibliotek胞膜的成分
脂质（约占50%） 磷脂最丰富
细 胞
主要是 蛋白质（约占40%）
膜
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类
的
和数量越多。
成
分 少量是糖类（约占2%—10%）糖脂、糖蛋白
分子结构和转运机制都是未知的。这个晶体结构显示,FocA
构成了一个对称的五聚体。尽管FocA与水通道蛋白
Aquaporin在序列上缺乏同源性,但它们的单体整体结构却
异常相似。这些结果意味着FocA应该是一个细胞膜上的跨
膜通道蛋白,而不是此前认为的转运载体蛋白。在结构生物
学和生物化学方面的进一步研究为细胞膜上蛋白质的类型
控制物质
通过类比推理得出：细胞膜的功能是 进出细胞
门卫阻止的全部都进不来吗？细胞膜的控制作用是相对的
情景模拟之细胞间的信息交流
同学甲相当于 。
同学乙相当于 。
情书相当于
。
送信人相当于 。
发出信号的细胞
靶细胞
同学丙相当于 。 同学丁相当于 。
• 甲酸转运蛋白FocA的分子结构揭示其是
•
细胞膜上的一个通道蛋白
•
施一公 （院士，清华大学副校长，结构生物学家）
• FocA在细菌、古细菌、真菌、藻类和寄生虫中负责短链酸 的转运。甲酸-亚硝酸转运蛋白家族中所有成员蛋白的分子 结构和转运机制都是未知的。这个晶体结构显示,FocA构成 了一个对称的五聚体。尽管FocA与水通道蛋白Aquaporin 在序列上缺乏同源性,但它们的单体整体结构却异常相似。 这些结果意味着FocA应该是一个细胞膜上的跨膜通道蛋白, 而不是此前认为的转运载体蛋白。在结构生物学和生物化
学方面的进一步研究为细胞膜上蛋白质的类型及具体作用 提供重要线索。
• 从资料分析， 蛋白质 是细胞膜的成分之一，
•
类型有 跨膜通道蛋白和 转运载体蛋白 。
理性思维 之观察与概括
• 甲酸转运蛋白FocA的分子结构揭示其是
•
细胞膜上的一个通道蛋白
•
FocA在细菌、古细菌、真菌、藻类和寄生虫中负责短
链酸的转运。甲酸-亚硝酸转运蛋白家族中所有成员蛋白的
进一步思考：正常情况下细胞膜成分及 含量能随意改变吗？
社会责任之“为攻克医学难题而执着奋斗”
阅读课本第41页的小字“与生活的联系”及 旁栏“肿瘤医院检验报告单”哪些指标含量 超过正常值，体内就可能出现了癌细胞呢？
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改 变有关,如产生甲胎蛋白.癌胚抗原等。
理性思维之类比推理：细胞膜的功能
吸 人的正常 水
的红细胞
涨 人的膨胀的 破
红细胞
人的涨破的 红细胞
实验原理
实况展现：直观感知真实红细胞
• 实验步骤：制片 观察 滴加清水 观察
自制flsah
（引流法）
实验问题进一步探讨
破裂红细胞的细胞膜和细胞质还是混在一起， 怎么能将他们分开，获得纯净的细胞膜呢?
差速离心法 （不同转速离心）
理性思维 之观察与概括：细胞膜的成分
相邻细胞之间形成通道 (如高等植物细胞 之间通过胞间连丝来进行信息交流)
理性思维 之归纳与总结：细胞膜的功能
• 1、将细胞与外界环境分隔开
从资料分析，细胞膜的成分除了蛋白质之外， 还有 脂质 ， 这种成分中含量最丰富的是 磷脂 。
•
靶向蛋白酶体的抗多发性骨髓瘤新药发现及功能
•
糖脂与糖蛋白的研究
•
曹嘉翌（博士，华东理工大学）
• 细胞膜上的糖类含量很少，一般和蛋白质结合形成糖蛋白 复合物，和脂质结合形成糖脂复合物。生物体内糖-蛋白间 的相互作用是糖生物学功能的基础,此作用往往是由多拷贝 数的糖链与簇集状的糖蛋白受体经过特异性结合所完成的。 因此,此类糖-蛋白相互作用与许多疾病的诊断、治疗和干预 相关。通过生物实验对合成的多价糖肽类化合物靶向肝癌 细胞(HepG2)的能力作初步的探讨,发现连结糖基数目越多 的多价化合物与ASGPR结合能力的越强,其多价GalNAc糖 基使之具备潜在生物学靶向能力及类肿瘤疫苗的结构特 征。
细胞膜 系统的边界 省优质课一 等奖
细胞膜 系统的边界 省优质课一 等奖
生物学科核 心素养： 生命观念 理性思维 科学探究 社会责任
大四中的边界
细胞膜——系统的边界
• 生物课程标准：简述细胞膜系统的结构和功 能
• 高考考试大纲：细胞膜系统的结构和功能 （Ⅱ）
学习目标：1、简述细胞膜的成分和功能 2、体验制备细胞膜的方法 3、认同细胞膜作为系统的边界， 对于细胞生命系统的意义
科学探究之找寻制备细胞膜的材料
选择动物细胞好还是植物细胞好?为什么? 任何动物细胞都行吗?皮肤表皮细胞行吗？ 最佳材料应具备什么条件呢？ 有没有这样的细胞呢？
哺乳动物成熟的红细胞 （准确记忆）
生命观念之结构与功能观
未成熟红细胞
成熟红细胞
结构决定功能；结构与功能相适应
科学探究之获得细胞膜的方法
把细胞膜和细胞质分开，首先应干什么？ 怎么使细胞膜破碎呢？用针扎破行吗？
及具体作用提供重要线索。
授之以渔：先看问题，快速浏览，
秒排干扰，精准定位。
胆囊癌细胞膜中蛋白质和脂质变化的FTIR研究
• 颜宁 （清华大学教授，最年轻院士候选人）
• 应用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对胆囊癌细胞膜 进行检测,并分析其蛋白质和脂质的红外变化。结果: 胆囊癌细胞膜上生物大分子蛋白质和占主要成分的磷 脂分子的红外光谱存在明显差异:癌组织中与磷脂相关 的吸收谱带出现概率高、且峰型高尖,相对吸收强度 I2957/I1650和I1740/I1400的比值增加;相对吸收强度 I1460/I1400的比值在正常组织细胞膜中较高。结论: 胆囊炎性与癌组织细胞膜上大分子红外光谱存在不同, 通过FTIR对癌变早期生物大分子改变做出客观映。
哪里是校内？ 哪里是校外？ 围墙的功能是 将学校与外界分隔开。
哪里是细胞内部？ 哪里是外界环境？
将细胞与外界
通过类比推理得出：细胞膜的功能是 环境分隔开
假设你是门卫，你让哪些进门？四 中师生，持刀陌生人，餐 厅送菜车。让哪些出门？教室 桌凳，垃圾车。
门卫的作用是控制人和车进出学校
假设你是细胞膜，你让哪些
从资料分析，细胞膜的成分除了蛋白质和脂质之外，
还有 糖类 ， 与蛋白质结合形成 糖蛋白 ，
与脂质结合形成 糖脂 。
理性思维 之归纳与总结：Fra Baidu bibliotek胞膜的成分
脂质（约占50%） 磷脂最丰富
细 胞
主要是 蛋白质（约占40%）
膜
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类
的
和数量越多。
成
分 少量是糖类（约占2%—10%）糖脂、糖蛋白
分子结构和转运机制都是未知的。这个晶体结构显示,FocA
构成了一个对称的五聚体。尽管FocA与水通道蛋白
Aquaporin在序列上缺乏同源性,但它们的单体整体结构却
异常相似。这些结果意味着FocA应该是一个细胞膜上的跨
膜通道蛋白,而不是此前认为的转运载体蛋白。在结构生物
学和生物化学方面的进一步研究为细胞膜上蛋白质的类型