3.1细胞膜的结构和功能教学设计2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

3.1《细胞膜的结构》教学设计 1、 目标依据课标：概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。 2、 教学目标 1.简述细胞膜的成分。 2.说出细胞膜结构的探索历程。 3.说出细胞膜流动镶嵌模型的内容。 4.说明细胞膜结构与功能的关系。 3、 教学重点 1.细胞膜的成分。 2.流动镶嵌模型的内容。 4、 教学难点细胞膜的结构：流动镶嵌模型的内容。 5、 教学过程导入所学知识点：提问学生细胞膜的功能，依据结构与功能适应观，导入细胞膜的结构。 （一）细胞膜的成分展示两个资料，引导学生进行分析。 资料1：19世纪末，欧文顿(Overton)用500多种物质对植物细胞的通透性作研究发现：凡是脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。 结论：膜是由脂质组成的。 思考题： 1.最初认识到细胞膜的组成含有脂质，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和鉴定？ 2.在推理分析之后，还需要对膜的成分进行提取和鉴定吗？ 3.为什么人们不从一开始就做实验来分析细胞膜的成分，而是先提出假说呢？ 资料2：20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的成熟的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。 结论：膜的主要成分是脂质和蛋白质。以提问学生的形式总结细胞膜的成分：脂质 50% 主要成分蛋白质 40% 主要成分糖类 2%-10% （二）细胞膜的结构以细胞膜的成分为基础，展示资料，引导学生逐步分析细胞膜的结构。 资料3：科学家朗缪尔（Langmuir Trough）设计了脂类单分子膜技术，对细胞膜进行了定性的研究。 教师讲解磷脂分子特点，带领学生进行活动1.画：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？（学生在作业本上动手画出来。） 资料4：1925年，两位荷兰的科学家，格伦德尔（Grendel）和戈特（Gorter）对细胞膜进行定量分析。一方面，他们测量出单个红细胞表面积为100 μm2，从而计算出10000个红细胞总的表面积；另一方面，他们用丙酮抽提出脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，他们发现，膜脂铺展的总面积是红细胞总表面积的1.8-2.2倍。 假说：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。 教师带领学生开展活动2.排：细胞膜的两侧都有水环境存在，磷脂分子在细胞膜中怎样排布？（学生在作业本上动手画出来。）遇到新问题： 细胞膜的表面张力要比油水界面的表面张力要小得多。 资料5：戴维森（Davson）和丹尼利（Danielli）两位科学家为了解决表面张力的问题，分别向油水界面中添加各类物质，发现，当向油水界面添加蛋白质的时候，油水界面的表面张力大大降低了，降低到了和细胞膜表面张力差不多的水平，1935年，Davson和Danielli提出了三明治模型，认为在脂双层的内外两侧各排列有一层球形蛋白质分子。 又遇到新问题：不能解释亲水的物质可快速进出细胞膜。 1954年，戴维森和丹尼利对三明治模型又做出了修改和补充，认为蛋白质分子除了排列在脂双层的内外表面以外，还排列成小孔穿过脂双分子层，从而为亲水而不亲脂的物质提供快速进出细胞膜的通道。 资料6：1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-亮-暗三层结构。这是人类第一次在显微镜下看到了细胞膜。 再次遇到新问题：20世纪60年代，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑？资料7.1970年，拉里·弗莱（LarryFrye）等科学家做了下列实验：用不同的荧光染料连接到蛋白质上，在荧光显微镜下可以观察到蛋白质发出不同颜色的荧光。 结论：细胞膜具有流动性。 资料8.新技术带来的新发现： 冰冻蚀刻电子显微法 将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如图。 资料9.1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）在新的观察和实验证据的基础上，提出“流动镶嵌模型”。 资料10.研究发现，细胞表面存在糖类和蛋白质结合形成的糖蛋白，与细胞表面的识别密切相关。 带领学生进行活动3.排：动物细胞膜上的蛋白质、胆固醇以及多糖链是怎样排布的？（学生在老师给出的磷脂双分子层中排布出其他的分子）补充资料： 科学家用去污剂处理细胞膜提取蛋白质时，发现总有些区域的蛋白质不能被提取出来，说明这些区域中的蛋白质与脂质成分的联系十分紧密。 人类对自然界的认识始于观察和质疑，技术的不断创新推动着科学的发展，对细胞膜的研究必将更加细致入微…… 总结细胞膜的结构： 1.磷脂：双分子层排列，构成膜的基本支架。 2.蛋白质：镶、嵌入、贯穿于磷脂双分子层。 【总结】细胞膜的特点结构特点：（一定的）流动性。组成膜的磷脂分子（如侧向移动）和大部分蛋