3.1细胞膜的结构和功能 教学设计 2024—2025学年高一上学期生物人教版必修1

细胞膜的结构与功能 1、 学情分析 本节课的教授对象是高一学生，思维的目的性、方向性已趋于成熟,在教师的引导下能自主学习和合作学习。学生在第二章已经学习了细胞中的有机物和无机物等相关物质，那么这些物质是机械的混在一起，还是有序的结合在一起形成细胞的某些结构呢？学生基本上在初中的时候已经学习了细胞的基本结构，但是不知道细胞的各个基本结构的组成成分及其功能，这为本节课细胞膜的结构与功能的学习奠定良好的基础，可以结合学生在生活中常见的鸡蛋蛋黄、蛋清分隔开来作为本节课的导入，从学生的生活经验入手，激发学生学习的兴趣，活跃课堂氛围。但是本节课中细胞膜的结构的探索及其内在结构的分析是学生的难点。 2、 教材分析 本节课为人教版（2019）《必修1 分子与细胞》第3章《细胞的基本结构》第1节《细胞膜的结构和功能》。细胞是最基本的生命系统，是生命活动的基本单位。本模块后续内容中涉及的细胞代谢、增殖与分化、衰老与凋亡等生命活动，都是细胞各结构分工合作、协调配合的结果。因此本节内容为后续内容的学习可以做好铺垫点，打好基础。 3、 教学目标 1.生命观念 阐述细胞膜的功能，分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容，形成“结构与功能相适应”的生命观念。 2.科学思维、科学探究 通过分析细胞膜的成分与结构的探究历程及其他资料，能基于事实和实验证据进行推理，提出或否定假说，并理解假说需要进一步的观察和实验进行检验检验，修正或者补充，继而形成“科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正和完善的过程”的认识。 构建细胞膜的结构模型，加深对细胞膜结构的认识。 3.社会责任 了解最新研究成果，激发探究热情和主人公意识，培养学生的社会责任意识。 4、 教学重难点 1.教学重点 （1）细胞膜的功能 （2）细胞膜的流动镶嵌模型 2.教学难点 （1）细胞膜的结构与其组成成分的内在联系 （2）对细胞膜结构的探索过程 5、 教学准备 多媒体课件 6、 教学过程 (1) 新课导入 1. 展示伊红染液注射进变形虫的图片。 描述现象：红色染液很快扩散至整个细胞，但是无法逸出细胞 说明：细胞具有边界 2. 国有国界，人体也有皮肤与黏膜作为边界，那么细胞的边界是什么？ 答：细胞膜，也叫质膜 提问：植物细胞的细胞膜外具有细胞壁，是否其边界为细胞壁？ 答：细胞壁具有全透性，作用是维持细胞形状。 (2) 细胞膜的功能 那么作为细胞的边界，细胞膜在细胞的生命活动中起什么作用呢？ 1. 将细胞与外界环境分隔开 举例：鸡蛋中未发育的蛋黄可以看作是一个细胞。当你打破一个鸡蛋时，蛋清会迅速平摊在桌面，朝各个方向流去，蛋黄却好像被包裹了起来，不会四处流动。 问：是什么将蛋黄和蛋清分隔开？为什么蛋黄不会四处流动？ 答：卵黄膜将二者分隔，并包裹住蛋黄使其保持形状。 问：由此我们可以推断出，细胞膜具有什么样的功能？ 答：将细胞与外界分隔开。使细胞成为相对独立的系统，并保障了细胞内部环境的相对稳定。 2. 控制物质进出细胞 与外界环境分隔开后，一些对细胞没用的，细胞不需要的物质就不容易进入细胞。 （1）问题探讨 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。 讨论： ① 为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 答：活细胞的细胞膜具有选择透过性，死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能 ② 据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 答：具有控制物质进出细胞的功能 （2）问：哪些物质可以进出细胞？ 答：细胞需要的营养物质可以进入细胞，细胞会分泌抗体激素等物质，细胞会排出代谢废物。对细胞有用的成分不会轻易流失。控制作用是相对的，一些有害物质也可能进入，使生物体患病。 3. 进行细胞间的信息交流 针打在胳膊上，大脑皮层却能够产生痛觉。舌头接触苦药，大脑皮层产生“苦”的感觉。 这说明细胞膜还具有怎样的功能？ 答：细胞不是孤立存在的，他们要保持功能协调。细胞膜要能够接受外界信息和释放信息，与体内其他细胞间进行信息交流。 细胞膜进行细胞间信息交流的具体方式： （1）物质传递 （2）接触传递 （3）通道传递 (3) 对细胞膜成分的探索 我们都说结构决定功能，细胞膜的功能是由它的成分和结构所决定的。但细胞膜非常薄，即使在高倍镜下，依然难以看清它的真面目，人们对细胞膜的化学成分与结构的认识经历了漫长的过程。下面就让我们一起来重温以下科学家们的探索历程吧。随后教师在PPT上展示几位科学家对于细胞膜成分的探索资料。 提问： 1、上述科学家通过科学研究分别得出什么结论呢？经历了那些历程？能否用简洁的图式表示？ 2、欧文顿最初对细胞膜的认识，是通过对现象的推理分析还是对膜成分的提取与检测呢? 3、为什么哺乳动物成熟的红细胞能制备出纯净的细胞膜？ 4、磷脂分子在水中是如何分布的呢？ 5、磷脂分子置于水-苯混合溶液中，又是如何分布的呢？能否用老师提供的教具材料（扭扭棒），尝试拼出在该溶液中的排列方式。教师在学生动手拼装的过程中给予指导。 (4) 对细胞膜结构的探索 随着科学的进一步深入，科学家们对细胞膜成分的研究发现，细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类。其中脂质约50%、蛋白质约40%、糖蛋白2%-10%。功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类越多。那么脂质和蛋白质等成分又是如何组成细胞膜的呢？ 1、展示罗伯特森的静态细胞模型假说：蛋白质——脂质——蛋白质。 2、人们提出质疑。 3、人鼠细胞融合实验：细胞膜具有流动性。 4、1972辛格和尼科尔森：流动镶嵌模型被大家广泛接受。 (5) 流动镶嵌模型的基本内容 教师结合细胞膜的结构模式图，解析细胞膜的流动镶嵌模型内容： 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成，磷脂双分子层是膜的基本支架，内部是磷脂分子的疏水端。水溶性分子或离子不能通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中；有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质是物质运输的重要载体，强调细胞膜表面糖被的组成及重要功能，即与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能。 教师讲解的同时要指出相应的结构，讲明细胞膜具有流动性的原因是由于脂质分子和蛋白质分子是可以运动的。强化学生对细胞膜结构的认识，提醒学生做好笔记。 (6) 总结 (7) 作业布置 课后利用环保材料制作流动镶嵌模型的细胞膜结构图，下节课上台展示，集体点评，表现优异的小组将获得一些小礼品。 七、板书设计 细胞膜的结构和功能 一、功能 1、与外界环境分开 2、控制物质进出细胞 3、实现细胞间的信息交流 二、结构 流动镶嵌模型：脂质——蛋白质——脂质 三、特性 1、功能特性：选择透过性 2、结构特性：流动性 学科网（北京）股份有限公司 $$