2021学年第1节 细胞膜的结构和功能教学设计

这是一份2021学年第1节 细胞膜的结构和功能教学设计，共9页。教案主要包含了细胞膜的功能，对细胞膜结构的探索，流动镶嵌模型的基本内容等内容，欢迎下载使用。
第3章　细胞的基本结构第1节　细胞膜的结构和功能“细胞膜的结构和功能”是生物必修一第3章“细胞的基本结构”的第一节内容。本节课的教学内容是在学习了细胞的化学组成的基础上进行的，主要包括细胞膜的功能、细胞膜的物质组成、细胞膜的探究历程、流动镶嵌模型等内容，这有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习细胞的代谢作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。生命观念：说出细胞膜的结构与功能。科学思维：理解细胞膜的结构与功能的适应性。科学探究：通过模拟实验，探究膜的透性。社会责任：认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践以及对科学的热爱。1．细胞膜的主要功能；2．流动镶嵌模型的基本内容；3．领悟科学研究的过程与方法。PPT展示相关图片，引出问题：细胞中有无细胞膜的存在？材料：科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞， 却不能逸出细胞。结论：细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（质膜）。一、细胞膜的功能1、将细胞与外界坏境分隔开人们普遍认为生命起源于原始的海洋，原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用，演化出原始的生命。在原始海洋这盆稀薄的热汤中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的秕，保障了细胞内部环境的相对稳定。实验分析：实验一：取A、B两个烧杯，分别加入等体积的清水和沸水，然后将新鲜的紫色苋菜叶分别浸入A、B两个烧杯中，观察颜色的变化。 实验二：取数量相等的玉米粒两份，为A、B两组，将B组玉米粒煮熟，然后分别加入红墨水，几分钟后用缓水流冲洗两组玉米粒。 思考：实验一中B烧杯的水为什么变成紫红色？而A烧杯颜色不变？实验二中B组玉米粒为什么被染成红色，而A组的颜色不变？你能根据实验现象推测细胞膜的功能吗？2、控制物质进出细胞“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。3、进行细胞间的信息交流（1）细胞分泌化学物质，通过膜表面的受体传递信息。（2）通过相邻细胞膜的接触传递信息。精子和卵细胞之间的识别和结合。（3）相邻细胞之间形成通道来传递信息。高等植物细胞之间通过胞间连丝传递信息。课堂互动：这些诗句说的是细胞膜的什么功能？是谁，隔开了原始海洋的动荡　　　　―――与外界环境分隔开是谁，奏鸣了生命的交响　　　　　　―――与外界环境分隔开是谁，为我日夜守边防　　　　　　　―――控制物质进出细胞是谁，为我传信报安康。　　　　　　―――进行细胞间的信息交流啊，伟大的细胞膜呀！没有你，我会是何等模样！二、对细胞膜结构的探索材料1：19世纪末，欧文顿实验假说：膜是由脂质（磷脂）组成的。材料2：1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍。小知识：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子观察在水中的分布情况：得出结论：细胞膜中的磷脂是双层的。细胞膜的两侧都有水环境存在。请大胆的推测和想象一下在这样的环境中，细胞膜中的磷脂分子可能怎么排布？材料3：1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究发现，细胞的表面张力明显低于油－水界面的表面张力，若油脂滴表面吸附有蛋白质则表面张力降低。结论：细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质。材料4：20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质，但直到50年代，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。1959年罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。膜静态模型不能解释下列现象：细胞的生长变形虫的变形运动白细胞吞噬细菌受精时细胞融合植物细胞质壁分离和复原材料5：1970年Larry Frye等科学家将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，在37℃下经过40分钟，发现两种荧光抗体均匀分布。问题1：该实验表明什么？细胞膜具有流动性。问题2：根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。白细胞吞噬细菌的过程；变形虫的伪足运动现象；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩；植物细胞的质壁分离等。在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中，1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型为大多数人所接受。三、流动镶嵌模型的基本内容1、膜的组成成分：   主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类。2、膜的基本支架：    磷脂双分子层。（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3、蛋白质分子的位置：蛋白质分子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，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）。4、结构特点：　具有一定的流动性。5、功能特点：　具有选择透过性。思考：我们已经知道：生物膜的结构特性是流动性，功能特性是选择透过性那么结构和功能有什么关系？生物膜的结构和功能是相适应的。本节课课堂设计较好地调动了学生的学习热情，完成了本节的既定目标，尤其是对细胞膜结构的探究历程，学生参与度极高，积极参与讨论，师生共同构建了生物膜的流动镶嵌模型。但仍有很多细节方面值得推敲和优化，引起学生成为学习的主题方面有很大的努力空间。