【原创】3.1 细胞膜的结构和功能(教案)

课 题 第1节 细胞膜的结构和功能 类型 新课 课时 1 生命观念：通过重温科学家探究生物膜（细胞膜）结构的过程，逐步掌握生物膜教学目标的结构与功能，体会生物结构与功能相适应的观点。 科学思维：通过对细胞膜的感知、分析以及相应资料分析理解细胞膜的功能。 与学科核科学探究：通过探究细胞膜实验中的选材、方法，体会科学探究的实验思路。 社会责任：体验科学研究的艰辛，尊重科学且用发展的观点看待科学。 心素养 教学重点 教学难点 教材分析 (1)细胞膜的功能。 (2)流动镶嵌模型的主要内容。 (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。 教 具 PPT，电子白板 教学方法 讲授法、讨论法、演示法 教学过程 引入：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。1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色? 2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么用台盼蓝染液染色后的功能? 任何系统都有边界。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，也叫质膜。 一、细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境分隔开 在原始海洋中，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，并成为相对的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 2.控制物质进出细胞 利用PPT动画分析细胞膜的控制作用具有普遍性和相对性。 ①③④表明细胞膜的控制作用具有普遍性；②表明细胞膜的控制作用具有相对性。 (1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。 (2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不二次备课 会轻易流失到细胞外。 (3)有些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。 3.进行细胞间的信息交流 进行细胞间的信息交流在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。 分析下图中细胞间的三种信息交流方式，引导学生列表归纳碱种方式的特点。 方式 过程 通过体液的信号分子通过血液的运输到达靶细胞，与靶细胞的细胞膜上的受运输 体结合，将信息传递给靶细胞，如胰岛素 细胞间直接信号分子和细胞膜结合在一起，只能和相邻细胞的细胞膜上的受接触 体直接接触传递信息，如精子和卵细胞之间的识别和结合 细胞间形成携带信息的物质可以通过相邻两个细胞间的通道进入另一个细通道 胞，如高等植物细胞之间的胞间连丝 细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构有关。细胞膜的成分和结构决定了细胞膜的功能。人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。 二、对细胞膜成分的探索 1、学生通过阅读课本P42，列表归纳出对细胞膜成分的探索过程。 时间 实验（实例） 结论（假说） 15年欧文顿 溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜 推测:细胞膜是由脂质组 制备出纯浄的细胞膜，进行化学分组成细胞膜的脂质有磷析 胆固醇，其中磷脂含量最925年荷兰科学家戈特红细胞中提取脂质在空气——水细胞膜中的磷脂分子排和格伦德尔 界面上铺展成单分子层的面积恰为红连续的两层 细胞表面积的2倍 935年英国学者丹尼利细胞的表面张力明显低于油——推测细胞膜除含指脂质和戴维森 水界面的表面张力，油脂滴表面如果吸外，可能还附有蛋白质附有蛋白质成分则表面张力会降低 2、磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，如图所示。引导学生思考以下两个问题进一点理解磷脂分子的亲水和疏水： (1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的是______。 (2)细胞膜中的磷脂是连续的两层，则细胞膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是______。 （ (1)A (2)A ） 三、对细胞膜结构的探索 1、细胞膜的成分：脂质:主要是磷脂 蛋白质:在细胞膜行使功能时起重要作用 糖类(少量):与蛋白质(脂质)结合形成糖蛋白(糖脂) 强调成分与功能的关系：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。 2、对细胞膜结构的相关探究 （1）引导学生列表归纳 时间(人物) 探索历程 实验依据 结论或假说 电镜下细胞膜呈清晰所有的细胞膜都由蛋1959年 罗伯特森实验 的暗—亮—暗的三层白质—脂质—蛋白质(罗伯特森) 结构 三层结构构成 人——鼠细胞融荧光标记的小鼠细胞1970年 细胞膜具有流动性 合实验 和人细胞融合实验 提出了为大多数人所1972年(辛格和细胞膜的分子结新的观察和实验证据 接受的细胞膜的流动尼科尔森) 构模型 镶嵌模型 （2）分析人—鼠细胞融合的实验中温度对它的影响，将温度维持在0 ℃，与37 ℃相比，实验现象有什么变化？ 两种荧光不能均匀分布或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。 3、在对细胞膜结构的探索过程中科学家应用了科学方法——提出假说 科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。 四、流动镶嵌模型的基本内容 1、流动镶嵌模型的基本内容 (1)磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。 (2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶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。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。 (3)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。 2、糖被 (1)糖被是指细胞膜外表面的糖类分子，糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂。 (2)糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 通过糖被的学习要会判断细胞膜内外侧的方法： (1)判断依据：糖蛋白的分布情况。 外侧：糖蛋白存在的一侧(2)判断方法内侧：没有糖蛋白的一侧 3、通过对细胞膜流动镶嵌模型的学习总结出细胞膜的结构特点实例：具有一定的流动性。 相关实例：变形虫的变形、白细胞的吞噬作用等。 4、对三层结构模型与流动镶嵌模型进行比较 项目 三层结构模型 流动镶嵌模型 认为蛋白质分子均匀分认为蛋白质分子在生物膜中的分布是不均匀的 不同点 布在脂质分子的两侧 认为生物膜是静止结构 强调组成生物膜的分子是可以运动的 相同点 都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质 作业布置 课后练习 、 优化设计 板书设计 教学后记