資源簡介

3.1《細胞膜的結構與功能》教學設計
教材分析
本節內容選自人教版高中生物必修一第三章第一節《細胞膜的結構與功能》，主要包含了細胞膜的獲取、成分和功能，對細胞中的化合物具有具體化和結構化的作用，又對物質的輸入輸出做出了鋪墊，具有承上啟下的作用，內在聯系是“功能—結構—功能”，而且有助于幫助學生建立結構與功能相適應的觀點。所以將細胞膜的成分、功能與生物膜的流動鑲嵌模型相結合更有利于學生從整體上系統掌握細胞膜的功能及與功能相適應的結構。
學情分析
學生在知識儲備上對細胞與細胞之間的已經有了感性認識，了解了細胞的結構，并且對組成細胞的化合物有了一定的掌握。高中生具備了一定的觀察和認知能力，分析思維的目的性、連續性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對探索科學的過程與方法及結論的形成缺乏理性的思考。
教學目標
（一）生命觀念：通過重溫科學家探究生物膜（細胞膜）結構的過程，逐步掌握生物膜的結構與功能，體會生物結構與功能相適應的觀點。
（二）科學思維：通過對細胞膜的感知、分析以及相應資料分析理解細胞膜的功能。
（三）科學探究：通過探究細胞膜實驗中的選材、方法，體會科學探究的實驗思路。
（四）社會責任：體驗科學研究的艱辛，尊重科學且用發展的觀點看待科學。
教學重難點
教學重點
1.細胞膜的結構、功能；
2.生物膜流動鑲嵌模型的基本內容。
（二）教學難點
1.用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法；
2.如何體現生物膜結構和功能相統一；
3.生物膜的流動性特點。
教學方法
講授法、討論法、演示法
課前準備
（一）教師準備
課件制作、布置學生預習、
（二）學生準備
學生預習
教學過程
教學內容
教師活動
學生活動
設計意圖
新課導入（3min）
【講述】上次實驗課很多同學都能觀察到洋蔥鱗片葉內表皮細胞，但是沒有觀察到人體口腔上皮細胞，但有的同學就比較優秀哈，哎~他就成功了。讓我們一起看到PPT上的這張口腔上皮細胞圖。我們簡單復習一下細胞的基本結構。

我們看到細胞膜可以將細胞內部和外界區別開，讓我們一看就知道它就是細胞。細胞膜就作為了我們細胞系統的邊界。
那我們細胞膜由哪些物質組成呢？
觀察圖片，回顧細胞的基本結構
通過回顧實驗課“DNA和RNA在細胞中的分布”中口腔上皮細胞的基本結構，導入新課。
細胞膜結構的探索（24min）
細胞膜結構的探索（24min）
細胞膜結構的探索（24min）
細胞膜結構的探索（24min）
1.【播放】歐文頓實驗動畫
21780538100002.【引導】從實驗現象推出結論：膜是由脂質組成的
3.【提問】最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對實驗現象的推理分析還是通過膜
成分的提取和鑒定？（實驗現象的推理分析）
4.【追問】在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取分離鑒定嗎?
5.【設問】選用什么細胞作為實驗材料獲取細胞膜呢？
6.【講解】結合動植物細胞簡圖講解二者的區別，以及細胞壁的成分及功能。
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7.【講解】哺乳動物成熟紅細胞的結構特點：沒有細胞核和眾多的細胞器。
8.【總結】選取實驗材料應遵循的原則：
①無細胞壁
②無細胞核
③無眾多的細胞器
9.【提問】有了實驗材料，接下來如何獲取細胞膜？用針扎破細胞行不行？用鑷子把細胞膜剝下來可以嗎？為什么？
2527304292600010.【展示】紅細胞吸水脹破獲取細胞膜的圖片
11.【講解】紅細胞吸水漲破原理
細胞內的液體是有一定濃度的，把細胞放在清水里，水就會滲進細胞，細胞吸水多了會怎么樣呢？就好像吹氣球，越吹越大，然后就怎么樣啊？會漲破。所以，實驗原理就是細胞的吸水漲破，細胞內的物質流出，即可獲得細胞膜。
12.【講述】20世紀初，膜成分分離實驗分析證實：膜的主要成分是脂質和蛋白質
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13.【過渡】脂質（主要是磷脂）和蛋白質是怎樣有機結合構成膜的呢？
14.【講解】磷脂的結構
15.【講解】荷蘭科學家實驗：用丙酮從一定數量紅細胞的細胞膜中抽取出脂類，在空氣-----水界面鋪成單分子層
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46926576200現象：S單層磷脂=2S紅
00現象：S單層磷脂=2S紅
結論：細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層！
16.【提問】連續的兩層脂質分子是如何排布的？（畫四種排列方式）
7054856813550017.【講解】細胞的內外環境都是水溶液，所以細胞膜磷脂分子的“頭部”向著膜的內外兩側而“尾部”相對排在內側，形成磷脂雙分子層。
43815-65068450018.【設疑】蛋白質位于磷脂雙分子層的什么位置呢？
19.【展示】羅伯特森實驗：20世紀50年代電子顯微鏡誕生。在電子顯微鏡下觀察蛋白質顯得灰暗，磷脂分子顯得光亮。
羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構。
推測：細胞膜是“三明治”靜態結構模型
20.【設問】這種“三明治”結構模型有什么不足呢？
21.【展示】變形蟲變形運動動畫：說明細胞膜是可以運動的！
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22．【展示】科學新進展：冰凍蝕刻電子顯微法
結論：蛋白質的存在形式：鑲在、嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中
23.【展示】1970年人—鼠細胞融合實驗過程
【提問】根據以上實驗結果，你能得出什么結論？
結論：細胞膜具有一定的流動性
24.【展示】1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流動鑲嵌模型
25.【講解】結合模型圖講解流動鑲嵌模型的基本內容
（1）生物膜的基本支架：磷脂雙分子層
（2）蛋白質分子存在形態：
鑲在、嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中；
體現了生物膜的不對稱性。
（3）生物膜的結構特點：一定的流動性：
因為磷脂分子具有流動性；大多數蛋白質分子也是運動的。
（4）糖蛋白：有保護和潤滑作用，還與細胞膜表面的識別有密切關系
觀看動畫
分析實驗現象，得出結論
思考、回答
回憶細胞壁的成分及功能，簡單了解二者差別
明確選取該實驗材料應遵循的原則
傾聽
思考
聯系磷脂分子結構推出結論
畫排列方式
思考
分析實驗現象，得出結論。
思考
觀看動畫
明確蛋白質的存在形式
分析實驗現象，得出結論
觀察模型，總結流動鑲嵌模型的基本內容
結合模型傾聽
通過實驗現象的觀察分析，培養學生觀察、推理分析的能力。
通過重溫科學家探究生物膜（細胞膜）結構的過程，逐步掌握生物膜的結構與功能，體會生物結構與功能相適應的觀點。
通過探究細胞膜實驗中的選材、方法，體會科學探究的實驗思路。
通過對細胞膜的感知、分析以及相應資料分析推理細胞膜的結構
通過重溫科學家探究生物膜（細胞膜）結構的過程，逐步掌握生物膜的結構與功能，體會生物結構與功能相適應的觀點。
細胞膜的功能（10min）
細胞膜的功能（10min）
1.【過渡】現在我們通過科學探索史已經明確細胞膜的結構。結構與功能相適應，那細胞膜的結構使細胞膜可以完成哪些相應的功能呢？
2.【講解】功能1：將細胞與外界環境分隔開。
從流動鑲嵌模型中我們得知細胞膜的主要成分為磷脂雙分子層和蛋白質，它們的有機結合使細胞膜成為一個穩定的閉環屏障結構，從而把細胞與外部環境分隔開，使細胞成為相對獨立的系統，保障了細胞內部環境的相對穩定。因此細胞膜第一個功能為：將細胞與外界環境分隔開。
3.【講解】功能2：控制物質進出細胞
細胞膜上的蛋白質有的參與膜結構的組成，有的作為載體蛋白，參與物質的運輸。載體蛋白具有專一性，可以運輸不同的物質進入細胞，使得細胞膜具有控制物質進出細胞的功能。
【提問】那細胞膜可以控制哪些物質進出呢？

【提示】細胞膜控制物質進出細胞具有相對性。
4.【講解】功能3：進行信息交流
在多細胞生物體內，各個細胞都不是孤立存在的，它們之間必須保持功能的協調，才能使生物體健康生存。我們人與人之間通過信息交流協調事務，細胞與細胞也是通過信息交流來保持功能的協調。細胞間進行信息交流的方式有如下三種方式：
（1）通過“信息分子”完成間接交流：
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內分泌細胞分泌的化學物質（如激素），隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體識別結合，將信息傳遞給靶細胞。細胞膜表面的糖蛋白具有識別作用，因此靶細胞表面的受體就是糖蛋白，其本質為蛋白質。在這個信息交流的過程中，我們看到這兩個細胞并沒有直接接觸，而是通過信號分子-激素完成信息的交流，因此這種方式為通過“信息分子”完成間接交流。
（2）細胞膜接觸直接交流：
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人與人之間可通過握手直接交流，兩個相鄰的細胞則可通過細胞膜直接接觸從而完成信息交流，因此第二種交流方式為細胞膜接觸直接交流。比如說如精子和卵細胞之間的識別和結合；輸血前要嚴格配血，也與細胞的識別有關
（3）經特殊通道交流（高等植物細胞外面有細胞壁，兩個細胞的細胞膜和細胞膜接觸不到，所以它們之間形成了通道，通過胞間連絲相互連接，進行信息交流）
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傾聽
思考、回答
聯系實例，傾聽
通過結合生物膜結構模型使其明確細胞膜的功能，從而理體會生物學結構與功能相適應的觀點。
通過聯系實例和動畫加深學生對三種信息方式的理解。
小結（3min）
【引導】學生結合板書總結歸納
歸納總結
培養學生歸納總結知識的能力
板書設計
1706461026980一、成分
00一、成分
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1021080715645脂質
00脂質
10642601222375糖類
00糖類
1020445986155蛋白質
00蛋白質
4032251964674結構特點：流動性
00結構特點：流動性
2053221628558二、結構：流動鑲嵌模型
00二、結構：流動鑲嵌模型
32734251918335功能特點：選擇透過性
00功能特點：選擇透過性
22662111027993三、功能
00三、功能
3341370818049029375101407795信息交流
00信息交流
31794451030605控制物質進出細胞
00控制物質進出細胞
3341370650224將細胞與外界環境分隔
00將細胞與外界環境分隔
1344930262890細胞膜的結構與功能
00細胞膜的結構與功能

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