高中生物人教版（2019）必修一3.1细胞膜的结构和功能（教案）

第二章 组成细胞的分子
第五节 核酸是遗传信息的携带者
【教学目标的确定】
课程标准与本节对应的“内容要求”是：“概述细胞都是由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。”对应的学业要求是：“利用废旧物品制作细胞膜模型。”根据上述要求和建议，由此确定教学目标为：
1.概述细胞膜的成分和功能。
2.了解生物膜结构的探索历程。
3.简述流动镶嵌模型的基本内容。
【教学重难点】
教学重点：细胞膜的功能；细胞膜的组成成分；流动镶嵌模型的内容。
教学难点：细胞膜的功能；流动镶嵌模型的内容。
【教学步骤】
1.新课导入
教师：在课件上展示用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞图片。引导学生思考以下两个问题。
教师：为什么活细胞不能被染色？
教师：活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。因此活细胞不被染色，死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
教师：据此推测，细胞膜作为系统的边界，具有什么功能？。
教师：细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
教师：我们已经初步了解了细胞膜的部分功能，那么细胞膜的其他功能有什么？结构决定功能，细胞膜的结构是什么样子的？这是我们这节课要学习的内容。
2.新课讲授
细胞膜的功能
教师：细胞膜作为系统的边界，它第一个功能是分隔作用，将细胞与外界分隔开。在原始海洋还是一片混沌的时候，有了细胞膜这个边界，将细胞与动荡不安的原始海洋分开，保障了内部环境的稳定性。
教师：通过课件展示我们看到对细胞需要的物质可以从外界进入细胞，细胞不需要的或对细胞有害的物质不容易进入细胞，抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外，但是细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外，由此可见，细胞膜就像边防检查站一样，对进出的物质进行严格的检查，所以细胞膜有控制物质进出细胞的功能。
教师：细胞膜的第三个功能是：进行细胞间的信息交流。方式为：
（1） 两个细胞之间的距离比较远时，细胞之间可以通过化学物质传递信息。随血液流动，到达接受信号的靶细胞，信号分子和靶细胞膜上的受体结合，就将信息从一个细胞传递到另一个细胞了。
（2）相邻的两个细胞之间通过细胞膜的接触传递信息。
学生：描述过程：发出信号的细胞，膜上的信号分子，和靶细胞膜上的受体结合，完成信息传递。比如精子和卵子之间的结合。
（3）相邻两个细胞之间形成通道，信号分子通过通道进入另一个细胞，完成信息传递，如高等植物的胞间连丝
教师：课件展示：资料一：19世纪末 欧文顿实验
教师：课件展示资料二：两个荷兰科学家提取人红细胞中的脂质。
教师：课件展示资料三：英国学者丹尼利和戴维森实验。
教师鼓励学生积极讨论并回答“讨论中的问题”最后进行归纳总结。
教师：讲解要点为：
1.最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取与检测？
（限于当时的技术条件，人们无法看到细胞膜，也无法对膜的成分提取与检测，是通过对现象的推理分析来探究膜成分的。）
2.根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层？科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？
（磷脂头部由亲水的磷酸构成，尾部由疏水的脂肪酸构成，在空气一水界面上，头部与水接触，而尾部位于空气中，铺成单层分子。科学家根据人成熟的红细胞中无核膜和细胞器膜，只有细胞膜，单层磷脂分子的面积为细胞膜的2倍，推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论。）
3.磷脂分子在水中能自发地形成双分子层，你如何解释这一现象？由此，你能否就细胞膜是由磷脂双分子层构成的原因作出分析？
（磷脂分子在水里，亲水的头部与水接触，而疏水的尾部不与水接触，尾部相互结合形成双层结构才能稳定存在，因此排成两层，使两层磷脂的尾部不与水接触。 由于细胞膜的内侧和外侧是液体环境，可推测细胞膜是由磷脂双分子层构成的。）
4.如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
（将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中,其分布应该是磷脂分子围成一圈，将苯围在中间，周围是水。亲水头部靠近水，疏水尾部靠近苯。）
对细胞膜结构的探索
教师：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的，除此之外，还有少量糖分，那么蛋白质和脂质等成分是如何组成细胞膜的呢？
教师：回顾组成细胞膜的成分。
教师：展示罗伯特的相关实验。
教师：借助于电镜，罗伯特森观察到了细胞膜的结构，并推出静态结构。但它很难解释细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质壁分裂与复原现象。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。20世纪60年代,有人对此静态观点提出异议。并随着科学技术的发展，对蛋白质的位置也提出了准确的说法，指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面，有的镶嵌在脂质双分子层中。那么，有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的吗？
教师：展示人鼠融合实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，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，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。
教师：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，说明了组成细胞膜的分子是可以不断运动的，成功指出细胞膜的流动性。
教师：讲解桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
教师：展示生物膜的结构模型示意图。
教师：学生观察学习流动镶嵌模型的基本内容，并尝试用科学的生物语言进行阐述。生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？（学生开展课堂讨论交流。）
教师：最后，再留一个小作业，上课之前发给你们塑料球、细线、铁丝以及橡皮泥等材料，你们也可以自己发挥想象力用自己家现有的东西，请同学们以小组为单位制作一下流动镶嵌模型，下节课以小组为单位进行展示和讲解。
【板书设计】
2.5核酸是遗传信息的携带者
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流
二、对细胞膜结构的探索
三、生物大分子以碳链为骨架
1.磷脂双分子层是膜的基本支架
2.蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中
3.细胞膜不是静止的，具有流动性
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