細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)設(shè)計(jì) 高一上學(xué)期生物人教版必修一

3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一、教學(xué)目標(biāo)的確定1.從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的角度，闡釋細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界所具有的功能。2.分析細(xì)胞膜組成成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，說明細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)，概述流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容。3.分析對細(xì)胞膜成分與結(jié)構(gòu)的探索歷程，認(rèn)同科學(xué)理論的形成是一個(gè)科學(xué)精神、科學(xué)思維和技術(shù)手段結(jié)合下不斷修正與完善的過程。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)（1）細(xì)胞膜的功能。（2）對細(xì)胞膜成分的探索。2、教學(xué)難點(diǎn)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與其組成成分的內(nèi)在聯(lián)系。三、本節(jié)聚焦1.細(xì)胞膜有哪些主要功能？通過對細(xì)胞膜成分的探索過程的分析，你對科學(xué)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？細(xì)胞膜的成分是什么？其成分可變嗎？四、教學(xué)流程設(shè)計(jì)情境：（一）鑒別動物細(xì)胞是否死亡常用臺盼藍(lán)染液；為什么死細(xì)胞會被染上色，而活細(xì)胞不會著色？據(jù)此推測，細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，應(yīng)該具有什么功能？（二）科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能逸出細(xì)胞。此實(shí)驗(yàn)說明了什么？任務(wù)一：分析與思考相關(guān)生物學(xué)事實(shí)，概述細(xì)胞膜的重要生理功能?！旧飳W(xué)事實(shí)1】細(xì)胞作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界就是細(xì)胞膜，例如將伊紅注入到變形蟲細(xì)胞內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能溢出細(xì)胞。細(xì)胞膜將細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)與外界環(huán)境分開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定，形成相對獨(dú)立的細(xì)胞單位。【生物學(xué)事實(shí)2】細(xì)胞膜像海關(guān)或邊防檢查站，對進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的“檢查”。細(xì)胞膜有選擇地控制著物質(zhì)的運(yùn)輸，包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出，并伴隨著物質(zhì)和能量的傳遞。例如抗體、激素等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后，要通過細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外。細(xì)胞產(chǎn)生的廢物也要通過細(xì)胞膜排到細(xì)胞外，但細(xì)胞內(nèi)有用的成分卻不易流失到細(xì)胞外?！旧飳W(xué)事實(shí)3】多細(xì)胞生物中各個(gè)細(xì)胞并不是孤立存在的，細(xì)胞間能依靠細(xì)胞膜進(jìn)行信息交流。例如高等植物的細(xì)胞之間存在胞間連絲，相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜彼此相連，攜帶信息的物質(zhì)可以通過該“通道”進(jìn)入另一細(xì)胞。此外，細(xì)胞膜上還攜帶著用于信息傳遞的信號分子，例如精子和卵細(xì)胞間的相互識別需要依靠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)。例如內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素（如胰島素），隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞討論歸納：細(xì)胞膜的重要生理功能有哪些？學(xué)生回答：1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。教師詳細(xì)講解細(xì)胞膜的重要功能：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保障細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定；2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，體現(xiàn)了活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性（功能特點(diǎn)）；3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。方式1：通過細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)傳遞信息：細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)（如激素），隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。方式2：接觸交流：相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個(gè)細(xì)胞傳遞給另一個(gè)細(xì)胞。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。方式3：通道交流：相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如，高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。任務(wù)二：分析對細(xì)胞膜成分的探索過程1.1895年，英國科學(xué)家歐文頓(E.Overton)選用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn)：凡是易溶于脂類的物質(zhì)，也容易穿過膜；反之，不易溶于脂類的物質(zhì)，也不容易穿過膜。1897年，柯利欽(Crigins)和赫定(Hedin)利用紅細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)，證明脂溶性物質(zhì)在細(xì)胞膜上的通透性與其在脂類中的溶解度有關(guān)。教師提問：從上述事實(shí)你能得出的推論是什么？學(xué)生回答：細(xì)胞膜中含有脂質(zhì)。2.20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將細(xì)胞膜從紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會被脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解?？茖W(xué)家又對紅細(xì)胞細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)約占50%，包括磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。學(xué)生思考：為什么選擇哺乳動物成熟的紅細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料？教師展示紅細(xì)胞形態(tài)圖，拓展哺乳動物成熟紅細(xì)胞的有關(guān)知識。學(xué)生歸納細(xì)胞膜的組成成分。。教師：講解磷脂分子的組成和結(jié)構(gòu)。3.1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特(E.Goner)和格倫德爾(F.Grendel)用丙酮從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。學(xué)生思考：細(xì)胞膜有幾層磷脂分子組成？4.1935年，英國科學(xué)家丹尼利(J.F.Danielli)和戴維森(H.Davson)研究了細(xì)胞膜的張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力。已知脂滴表面如吸附有蛋白成分則表面張力會降低，因此他們推測，細(xì)胞膜中可能還附有蛋白質(zhì)。歸納概括：1.細(xì)胞膜成分主要由脂質(zhì)（50%）和蛋白質(zhì)（40%）以及少量的糖類組成；在脂質(zhì)中磷脂最豐富；功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的