資源簡介

第二章 組成細胞的分子
第五節(jié) 核酸是遺傳信息的攜帶者
【教學目標的確定】
課程標準與本節(jié)對應的“內容要求”是：“概述細胞都是由質膜包裹，質膜將細胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質進出，并參與細胞間的信息交流?！睂膶W業(yè)要求是：“利用廢舊物品制作細胞膜模型?！备鶕鲜鲆蠛徒ㄗh，由此確定教學目標為：
1.概述細胞膜的成分和功能。
2.了解生物膜結構的探索歷程。
3.簡述流動鑲嵌模型的基本內容。
【教學重難點】
教學重點：細胞膜的功能；細胞膜的組成成分；流動鑲嵌模型的內容。
教學難點：細胞膜的功能；流動鑲嵌模型的內容。
【教學步驟】
1.新課導入
教師：在課件上展示用臺盼藍染液染色后的死細胞和活細胞圖片。引導學生思考以下兩個問題。
教師：為什么活細胞不能被染色？
教師：活細胞的細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍是細胞不需要的物質，不易通過細胞膜。因此活細胞不被染色，死細胞的細胞膜失去控制物質進出細胞的功能，臺盼藍能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。
教師：據此推測，細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，具有什么功能？。
教師：細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質進出細胞的功能。
教師：我們已經初步了解了細胞膜的部分功能，那么細胞膜的其他功能有什么？結構決定功能，細胞膜的結構是什么樣子的？這是我們這節(jié)課要學習的內容。
2.新課講授
細胞膜的功能
教師：細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，它第一個功能是分隔作用，將細胞與外界分隔開。在原始海洋還是一片混沌的時候，有了細胞膜這個邊界，將細胞與動蕩不安的原始海洋分開，保障了內部環(huán)境的穩(wěn)定性。
教師：通過課件展示我們看到對細胞需要的物質可以從外界進入細胞，細胞不需要的或對細胞有害的物質不容易進入細胞，抗體、激素等物質在細胞內合成后，分泌到細胞外，細胞產生的廢物也要排到細胞外，但是細胞內的核酸等重要成分不會流失到細胞外，由此可見，細胞膜就像邊防檢查站一樣，對進出的物質進行嚴格的檢查，所以細胞膜有控制物質進出細胞的功能。
教師：細胞膜的第三個功能是：進行細胞間的信息交流。方式為：
（1） 兩個細胞之間的距離比較遠時，細胞之間可以通過化學物質傳遞信息。隨血液流動，到達接受信號的靶細胞，信號分子和靶細胞膜上的受體結合，就將信息從一個細胞傳遞到另一個細胞了。
（2）相鄰的兩個細胞之間通過細胞膜的接觸傳遞信息。
學生：描述過程：發(fā)出信號的細胞，膜上的信號分子，和靶細胞膜上的受體結合，完成信息傳遞。比如精子和卵子之間的結合。
（3）相鄰兩個細胞之間形成通道，信號分子通過通道進入另一個細胞，完成信息傳遞，如高等植物的胞間連絲
教師：課件展示：資料一：19世紀末 歐文頓實驗
教師：課件展示資料二：兩個荷蘭科學家提取人紅細胞中的脂質。
教師：課件展示資料三：英國學者丹尼利和戴維森實驗。
教師鼓勵學生積極討論并回答“討論中的問題”最后進行歸納總結。
教師：講解要點為：
1.最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與檢測？
（限于當時的技術條件，人們無法看到細胞膜，也無法對膜的成分提取與檢測，是通過對現(xiàn)象的推理分析來探究膜成分的。）
2.根據磷脂分子的特點解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分子層？科學家是如何推導出“脂質在細胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結論的？
（磷脂頭部由親水的磷酸構成，尾部由疏水的脂肪酸構成，在空氣一水界面上，頭部與水接觸，而尾部位于空氣中，鋪成單層分子。科學家根據人成熟的紅細胞中無核膜和細胞器膜，只有細胞膜，單層磷脂分子的面積為細胞膜的2倍，推導出“脂質在細胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結論。）
3.磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現(xiàn)象？由此，你能否就細胞膜是由磷脂雙分子層構成的原因作出分析？
（磷脂分子在水里，親水的頭部與水接觸，而疏水的尾部不與水接觸，尾部相互結合形成雙層結構才能穩(wěn)定存在，因此排成兩層，使兩層磷脂的尾部不與水接觸。 由于細胞膜的內側和外側是液體環(huán)境，可推測細胞膜是由磷脂雙分子層構成的。）
4.如果將磷脂分子置于水—苯的混合溶劑中，磷脂分子將會如何分布？
（將磷脂分子置于水一苯的混合溶劑中,其分布應該是磷脂分子圍成一圈，將苯圍在中間，周圍是水。親水頭部靠近水，疏水尾部靠近苯。）
對細胞膜結構的探索
教師：對細胞膜成分的研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜主要是由脂質和蛋白質組成的，除此之外，還有少量糖分，那么蛋白質和脂質等成分是如何組成細胞膜的呢？
教師：回顧組成細胞膜的成分。
教師：展示羅伯特的相關實驗。
教師：借助于電鏡，羅伯特森觀察到了細胞膜的結構，并推出靜態(tài)結構。但它很難解釋細胞分裂、草履蟲的運動和分裂、成熟植物細胞的質壁分裂與復原現(xiàn)象。把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結構，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。20世紀60年代,有人對此靜態(tài)觀點提出異議。并隨著科學技術的發(fā)展，對蛋白質的位置也提出了準確的說法，指出蛋白質不是全部平鋪在脂質的表面，有的鑲嵌在脂質雙分子層中。那么，有什么證據證明細胞膜中的物質不是靜態(tài)的嗎？
教師：展示人鼠融合實驗：將人和鼠的細胞膜用不同的熒光抗體標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。
教師：熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，說明了組成細胞膜的分子是可以不斷運動的，成功指出細胞膜的流動性。
教師：講解桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型
流動鑲嵌模型的基本內容
教師：展示生物膜的結構模型示意圖。
教師：學生觀察學習流動鑲嵌模型的基本內容，并嘗試用科學的生物語言進行闡述。生物膜的流動鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？（學生開展課堂討論交流。）
教師：最后，再留一個小作業(yè)，上課之前發(fā)給你們塑料球、細線、鐵絲以及橡皮泥等材料，你們也可以自己發(fā)揮想象力用自己家現(xiàn)有的東西，請同學們以小組為單位制作一下流動鑲嵌模型，下節(jié)課以小組為單位進行展示和講解。
【板書設計】
2.5核酸是遺傳信息的攜帶者
一、細胞膜的功能
1.將細胞與外界環(huán)境分隔開
2.控制物質進出細胞
3.進行細胞間的信息交流
二、對細胞膜結構的探索
三、生物大分子以碳鏈為骨架
1.磷脂雙分子層是膜的基本支架
2.蛋白質分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中
3.細胞膜不是靜止的，具有流動性
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