3.1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1

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)目標(biāo)從系統(tǒng)和環(huán)境的角度，闡述細(xì)胞膜作為細(xì)胞界的所有功能。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(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容。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。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)細(xì)胞膜的動(dòng)能流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容教學(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。對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程。教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入通過課本40頁問題探討中的“用臺(tái)盼藍(lán)染液染色后的死細(xì)胞和活細(xì)胞”的圖片導(dǎo)入新課，提出問題：為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能夠被染色？學(xué)生認(rèn)真思考并交流討論，猜測這可能與細(xì)胞膜的活性有關(guān)。通過圖片讓學(xué)生直觀地看出，死細(xì)胞和活細(xì)胞在功能上的區(qū)別。新課講授同學(xué)們的猜測是正確的。我們知道，一個(gè)國家有國家的邊界，國家的邊界用來保障國民的安全；學(xué)校也有學(xué)校的邊界如圍墻，用來約束校內(nèi)外人士的進(jìn)出；而我們?nèi)伺c外部環(huán)境之間也有邊界，皮膚和黏膜是身體的保護(hù)屏障，一定程度上可以抵抗病菌侵染。那么細(xì)胞作為一個(gè)生命系統(tǒng)，也是有邊界的，它的邊界就是細(xì)胞膜。那么細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，它在細(xì)胞的生命活動(dòng)中的作用是什么呢？學(xué)生認(rèn)真思考嘗試回答教師提出的問題。 通過類比的方法，更容易激發(fā)學(xué)生的思考，發(fā)揮學(xué)生的想象力，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師打破一個(gè)雞蛋外殼，將蛋黃和蛋清倒入一個(gè)提前準(zhǔn)備好的碗中，教師解釋道：在沒有受精的雞蛋中，雞蛋黃可以看為一個(gè)卵細(xì)胞。提問：1、同學(xué)們可以看到這個(gè)雞蛋，蛋黃是黃色的，而蛋清是透明色的，那么為什么在顏色上它們的區(qū)別如此明顯呢？2、由此你可以概括出細(xì)胞膜具有怎樣的功能嗎？學(xué)生回答：因?yàn)樗鼈冎g存在一層細(xì)胞膜將它們分來。并通過針扎等方式感受細(xì)胞膜的存在。學(xué)生通過觀察和驗(yàn)證，直觀的感受細(xì)胞膜的真實(shí)存在和將細(xì)胞與外界環(huán)境分開的功能。實(shí)驗(yàn)展示：紅莧菜放在清水中清洗，水無顏色變化。煮成湯之后，湯變成了紅色。提問：為什么紅莧菜在水煮前后，水的顏色差異這么大呢？這與細(xì)胞膜的功能有關(guān)嗎？這一事例體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能呢？“細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的功能”和“與外界環(huán)境分隔”功能是矛盾的嗎？細(xì)胞膜的控制作用是絕對的嗎？我們的身體不能保證一直不生病，這說明了什么？學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推理討論得出:細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)不會(huì)輕易流出細(xì)胞外，如果細(xì)胞膜失去活性，那么控制功能將會(huì)喪失，即明白了細(xì)胞膜有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。同時(shí)通過這個(gè)實(shí)例，能夠回答“問題探討”中提出的問題。細(xì)胞需要的物質(zhì)可以透過細(xì)胞膜，細(xì)胞不需要的物質(zhì)不能透過細(xì)胞膜，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性（功能特性）。細(xì)胞膜的選擇性控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能是相對的不是絕對的，如一些有害物質(zhì)，病毒細(xì)菌等能夠穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致機(jī)體生病。通過簡單的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，概括得出結(jié)論：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，而且能夠激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的分析概括能力。在每年八月，桂花飄香的季節(jié)，我們走在桂花樹底下，總是能聞到一股濃郁的香味。我們知道這種特殊的香味屬于一種化學(xué)信息，那么同學(xué)們知道為什么桂花能夠刺激大腦皮層產(chǎn)生“香”的感覺呢？這體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有怎樣的功能呢？通過PPT展示過去人們的通訊方式：寫信（信使）、線、面對面交流等并結(jié)合教材，闡明細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的常見方式。學(xué)生通過推理思考討論得出：細(xì)胞可以通過細(xì)胞膜上的某些結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境之間實(shí)現(xiàn)信息交流。通過結(jié)合生活實(shí)例，人與人之間的交流，有時(shí)候需要媒介，有時(shí)候不需要媒介，可將信息交流的方式主要分為三種：受體結(jié)合、胞間連絲、直接接觸。結(jié)合生活實(shí)例，引發(fā)學(xué)生深思，能夠讓學(xué)生易于理解，更容易接納新知識(shí)，通過教師的舉例和引導(dǎo)，學(xué)會(huì)了細(xì)胞膜的第三個(gè)功能：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。我們都說結(jié)構(gòu)決定功能，細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)所決定的。但細(xì)胞膜非常薄，即使在高倍鏡下，依然難以看清它的真面目，人們對細(xì)胞膜的化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長的過程。下面就讓我們一起來重溫以下科學(xué)家們的探索歷程吧。隨后教師在PPT上展示幾位科學(xué)家對于細(xì)胞膜成分的探索資料。提問：1、上述科學(xué)家通過科學(xué)研究分別得出什么結(jié)論呢？經(jīng)歷了那些歷程？能否用簡潔的圖式表示？2、歐文頓最初對細(xì)胞膜的認(rèn)識(shí)，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是對膜成分的提取與檢測呢?3、為什么哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞能制備出純凈的細(xì)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？能否用老師提供的教具材料（扭扭棒），嘗試拼出在該溶液中的排列方式。教師在學(xué)生動(dòng)手拼裝的過程中給予指導(dǎo)。1、學(xué)生通過閱讀課本，總結(jié)出如下4個(gè)探索歷程。結(jié)論分別為：（1）、歐文頓——細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。（2）、科學(xué)家：組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。（3）、戈特和格倫德爾：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列成1連續(xù)的兩層。（4）、丹尼利：細(xì)胞膜中可能還有蛋白質(zhì)。2、對現(xiàn)象的推理分析。3、因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核及細(xì)胞器，因此膜系統(tǒng)中僅有細(xì)胞膜，因此能制備出純凈的細(xì)胞膜。水磷脂4、磷脂分子一端為親水的頭，另一端為疏水的尾，尾部在空氣中，頭部貼著水面如圖所示：水磷脂5、學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成磷脂分子的拼裝和在水苯混合液中的分布情況。培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力，以及信息提取能力，開拓學(xué)生的思維，引導(dǎo)他們積極地思考問題，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力。培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力，以及信息提取能力，開拓學(xué)生的思維，引導(dǎo)他們積極地思考問題，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力。隨著科學(xué)的進(jìn)一步深入，科學(xué)家們對細(xì)胞膜成分的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外還有少量糖類。其中脂質(zhì)約50%、蛋白質(zhì)約40%、糖蛋白2%10%。功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)種類越多。那么脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分又是如何組成細(xì)胞膜的呢？展示羅伯特森的靜態(tài)細(xì)胞模型假說：蛋白質(zhì)——脂質(zhì)——蛋白質(zhì)。人們提出質(zhì)疑。人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。4、1972辛格和尼科爾森：流動(dòng)鑲嵌模型被大家廣泛接受。學(xué)生認(rèn)真聽講，并思考，給出自己的觀點(diǎn)，通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析推斷認(rèn)可細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型為流動(dòng)鑲嵌模型，且具有一定的流動(dòng)性。培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力和理解能力。流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容教師結(jié)合細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖，解析細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型內(nèi)容：細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成，磷脂雙分子層是膜的基本支架，內(nèi)部是磷脂分子的疏水端。水溶性分子或離子不能通過，因此具有屏障作用。蛋白質(zhì)分子鑲嵌在磷脂雙分子層中；有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。蛋白質(zhì)是物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹匾d體，強(qiáng)調(diào)細(xì)胞膜表面糖被的組成及重要功能，即與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能。教師講解的同時(shí)要指出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，講明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的原因是由于脂質(zhì)分子和蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。強(qiáng)化學(xué)生對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，提醒學(xué)生做好筆記。任務(wù)：課后利用環(huán)保材料制作流動(dòng)鑲嵌模型的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)圖，下節(jié)課上臺(tái)展示，集體點(diǎn)評(píng)，表現(xiàn)優(yōu)異的小組將獲得一些小禮品。學(xué)生認(rèn)真觀察和聽講，掌握細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，通過教師的講解，明白細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的原因，認(rèn)同細(xì)胞膜的流動(dòng)性（結(jié)構(gòu)特性）對生命活動(dòng)的重要意義。通過圖文結(jié)合的方式，學(xué)生更易于掌握細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，理解細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的原因，課后與同學(xué)協(xié)