1、浙科版生物必修122细胞膜控制细胞与周围环境的联系教案细胞膜控制细胞与周围环境的联系【第一课时】【教材分析】本节内容包括细胞膜的选择透性、 细胞膜的流动性、 细胞膜的结构， 流动镶嵌模型和细胞 壁三部分。这是在学习了第一章细胞的分子组成的基础上，通过功能与结构有关，建构质 膜的流动镶嵌模型，认识细胞壁的组成和功能，也是后面学习物质出入细胞的方式 、神经 调节、特异性免疫反应和植物细胞工程等内容的基础。由此可见，本节内容起着承上 启下的作用，体现了结构与功能相适应的生物学观点。内容展示科学 家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导 学生一步一步地分析科学家的实验和结论，
2、宛如亲历科学家探索的历程， 使学生切身感受科学 的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论， 更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理 解，明白科学发现的过程是一个长期的过程， 涉及到许多科学家的辛勤工作； 科学家的观点并 不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断修正、发展和完善； 科学发展与技术有很大的关系， 技术的进步可以更好地促进科学的发展。 细胞膜的流动镶嵌 模型的基本内容。 在众多对细胞膜结构的假说中， 细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受 认同的， 能较好地解释人们对细胞膜功能的认识， 学生必须展开想象力， 在头脑中构建细胞膜 的空间结构， 理解和掌握流动镶
3、嵌模型的基本要点， 这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的 方式有很重要的联系。【教学目标与核心素养】知识目标：1概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容，体会建立模型是解决问题的科学方法之一。2举例说出细胞膜的选择透性。3说出膜组成成分的生理作用。4说出植物细胞壁的组成和生理作用。核心素养：1运用对照方法于课堂实验，提高学生的实验能力。 2分析磷脂分子在不同条件下的排列方式，提高运用和处理信息能力。3探讨质膜结构模型，认同生物体结构与功能相统一的生物学观点，树立辩证唯物主义 观点【教学重难点】1教学重点：质膜的结构和功能。2教学难点：质膜的流动镶嵌模型。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能
4、相 适应的观点。【课前准备】1实验材料和用具2多媒体课件教学过程】教师活动学生活动教学意图第一部分：活动：通过模拟实验探究膜的透过性导入新课激发学习动机展示图片你了解细胞膜吗？细胞膜作用有哪些？细胞膜是细胞对外界环 境的屏障，控制着物质的进 出，保证了胞内环境的相对 稳定，使细胞内的生命活动 有序进行。学生思考回顾 之前所认识的细胞。利用图片展示 细胞图像和细胞膜 图像，让学生带着 问题去学习今天的 知识，提高他们的 学习兴趣。明确学 习内容。讲授新课（播放第二张 PPT） 提问： 细胞膜的结构是 如何与控制物质进出的功能 相适应的呢？投影展示：半透膜：一些实验操作：学生按教材实验步骤进 行实
5、验，并观察现 象。学生交流讨论，通过细胞学说 的建立过程介绍， 让学生领悟科学发 现具有以下特点： 科学发现是很多科膜具有一定大小的孔径，水教师帮助归纳：学家的共同参与，等小分子和离子可以自由通1烧杯内蒸馏共同努力的结果；过，而蛋白质、淀粉等大分子水没有颜色变化；静科学发现的过程离则无法通过，这种膜称为半置 12h 后，还是没有不开技术的支持；透膜。透析膜就是一种 半透颜色变化，说明烧杯科学发现需要理性膜。中没有淀粉，也就是思维和实验的结提问：如果我们将淀粉淀粉不能从透析袋合；科学学说的建溶液和葡萄糖溶液分别装入中进入烧杯中；透析立过程是一个不断透析袋里（图 2-9），那么，袋内淀粉溶液颜色开
6、拓、继承、修正和透析膜对两者的通透情况是变蓝色。发展的过程。否相同？细胞膜是否具有类2A 组实验中似特性？碘可以通过透析袋，讨论：而淀粉分子无法通1A 组加入碘 -碘化钾溶过。说明了半透膜对液后，烧杯内蒸馏水呈现什分子进出具有半透么颜色？静置 12h 后颜色又性。如何？原因是什么？透析袋3出现砖红色内淀粉溶液颜色有何变化？沉淀，说明了葡萄糖2 A 组实验说明了什分子可以穿过半透么？膜。说明了半透膜对3本尼迪特试剂检测的分子进出具有半透现象是什么？ B 组实验说明 了什么？小结：细胞膜是系统的 边界，将细胞内与外界环境 分隔开，是外界物质进入细 胞的屏障。所以，可以推测细 胞膜对物质的进出具有选
7、择 透过性。性。第二部分：细胞膜具有选择透过性讲授新课选择透过性：细胞膜可通过实验认可通过半透膜实以控制物质进出，选择性地细胞膜具有选择透验让学生体会膜的吸收营养物质和排出代谢产过性选择透过性，培养物，保持细胞内生化反应有能够模拟实验来解序进行。这一特性称为细胞决微观难以观察到膜的选择透过性（ selective的生命现象。培养permeability）。例1、小 肠绒毛 上皮细 胞能够吸收葡萄糖，却很难 吸收相对分子质量比葡萄糖 小的木糖； 例 2、人的红细胞 中的 K+的浓度比血浆高，而 Na+的浓度比血浆低学生的实验思维。第三部分：细胞膜主要有磷脂和蛋白质构成磷脂 认真阅读教材， 了解细
8、胞膜的熟记细胞膜的组成 成分及特点成分脂肪酸分子具有亲脂 性；磷酸分子具有亲水性。磷脂分子是一端亲脂而 另一端亲水的两性分子。膜蛋白膜蛋白也和磷脂分子一 样，有水溶性部分和脂溶性 部分。细胞的功能越多，其膜 蛋白的种类和数量就越多。 细胞膜的功能主要通过膜蛋 白来实现。胆固醇胆固醇存在于动物细胞 膜中，位于磷脂双分子层的 疏水环境中，具有一个很小 的亲水基团，与磷脂头部链 接。对细胞膜中磷脂分子的 活动具有双重调节作用。一方面，胆固醇通过与 磷题固醇脂脂肪链的相互作 用，具有限制其运动、增加 其有序性的作用；另一方面，也能将磷脂 分子分隔开以增强其运动 性。这种双重的调节作用取 决于环境和胆固
9、醇的数量。例如，环境温度较低时 胆固醇有助于保持细胞膜的 柔韧性；细胞膜外侧磷脂分 子中胆固醇的含量往往高于 内侧，因此内侧的磷脂活动 性较弱生物膜细胞内所有的膜称为生 物膜。虽然细胞内不同部位 的膜功能有所不同，但它们 都具有相似的物质组成和空间结构小结【教学反思】结合内容， 通过模拟实验探究膜的透过性， 体验生物膜的选择透过性。 实验的成功关键在 于实验前的一切准备： 包括学生认可这个模拟实验材料， 以及一切实验用具的准备。 活动环节 做了有充分的准备， 也要让学生有充分的准备； 既要发挥“学生的主体作用”， 又不能忽视“教 师的主导作用”；既要考虑学生的实际，又要达到课标的要求；既要尊重
10、教材，又要创造性地 使用教材。只有这样，才能真正体现新课标理念！形成性评价1以半透膜为实验材料进行 “通过模拟实验探究膜的透过性 ”活动。下列叙述错误的是 （）A实验用半透膜模拟的是生物膜B实验中烧杯中的溶液变蓝色CB 组烧杯中的溶液出现砖红色沉淀，说明葡萄糖分子可以通过半透膜D实验结果推测生物膜作为细胞的边界，对物质的进出具有选择透过性 2在哺乳动物的受精过程中， 精子能够与卵细胞相互识别， 精子将其头部钻入卵细胞中， 与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现 出细胞膜能够（ ）A保障细胞内部环境的相对稳定B控制物质进出细胞C保证卵细胞摄入所需要的精
11、子D进行细胞间的信息交流 3变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成 都依赖于细胞膜的（ ）A保护作用B一定的流动性C全透性D选择透过性板书设计细胞膜控制细胞与周围环境的联系第一课时一、通过模拟实验探究膜的透过性1实验结果A：透析袋中变蓝色，烧杯中不变B：烧杯中出现砖红色沉淀2结论：透析膜对分子的进出具有半透性，推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性、细胞膜具有选择透过性第二课时】教材分析】本节内容包括细胞膜的选择透性、 细胞膜的流动性、 细胞膜的结构， 流动镶嵌模型和细胞 壁三部分。这是在学习了第一章细胞的分子组成的基础上，通过功能与结构有关，建构质 膜的流动
12、镶嵌模型，认识细胞壁的组成和功能，也是后面学习物质出入细胞的方式 、神经 调节、特异性免疫反应和植物细胞工程等内容的基础。由此可见，本节内容起着承上 启下的作用，体现了结构与功能相适应的生物学观点。内容展示科学 家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导 学生一步一步地分析科学家的实验和结论， 宛如亲历科学家探索的历程， 使学生切身感受科学 的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论， 更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理 解，明白科学发现的过程是一个长期的过程， 涉及到许多科学家的辛勤工作； 科学家的观点并 不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要
13、不断修正、发展和完善； 科学发展与技术有很大的关系， 技术的进步可以更好地促进科学的发展。 细胞膜的流动镶嵌 模型的基本内容。 在众多对细胞膜结构的假说中， 细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受 认同的， 能较好地解释人们对细胞膜功能的认识， 学生必须展开想象力， 在头脑中构建细胞膜 的空间结构， 理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点， 这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的 方式有很重要的联系。【教学目标与核心素养】知识目标：1概述细胞膜的 “流动镶嵌模型 ”的基本内容，体会建立模型是解决问题的科学方法之一。2举例说出细胞膜的选择透性。3说出膜组成成分的生理作用。4说出植物细胞壁的组成和生理作用
14、。核心素养：1运用对照方法于课堂实验，提高学生的实验能力。 2分析磷脂分子在不同条件下的排列方式，提高运用和处理信息能力。 3探讨质膜结构模型，认同生物体结构与功能相统一的生物学观点，树立辩证唯物主义 观点。教学重难点】1教学重点：质膜的结构和功能。2教学难点：质膜的流动镶嵌模型。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相 适应的观点【课前准备】1实验材料和用具2多媒体课件教学过程】教师活动学生活动教学意图第一部分：生物膜具有流动性导入新课激展示图片学生思考回顾利用图片展示发学习动机问题引导：质膜的选择之前所认识的细胞。细胞图像和细胞膜透性到底是如何选择呢， 我图像，让学生带着们知道结构与功
15、能是相统问题去学习今天的一的，这需要从它的结构谈知识，提高他们的起，科学家常常会通过实验学习兴趣。明确学设计并设想出一些模型来习内容。解释。讲授新课（播放第二张 PPT）得出结论：膜是培养学生主动问题 1：细胞膜的组成由脂质组成的。获取知识的能力、成分是什么呢？回答问题归纳能力及与人交投影展示： 19 世纪末，1通过对现象流信息的能力。欧文顿（ EOverton）用 500的推理分析。领悟科学研究多种物质进行上万次实验，2有必要，通的方法“假说”是发现：凡是可以溶于脂质的过鉴定能更准确地怎样提出来的。物质，比不能溶于脂质的物说明问题。提出问题，引质更容易通过细胞膜。3当时的技术起思考，激发思维
16、引导学生分析实验现不能实现。探究的欲望，引起象得出结论。阅读资料，思考学生学习的兴趣。课件展示问题：老师提问。培养学生主动设问：1最初认识到生回答问题获取知识的能力、物膜是由脂质组成的， 是通 过对现象的推理分析还是 通过膜成分的提取和鉴 定？2在推理分析得出结 论后，还有必要对膜的成 分进行提取、分离和鉴定 吗？3那为什么一开始不 直接对膜的成分进行提 取、分离和鉴定呢？指出欧文顿得出的结 论是假说，假说是需要验 证的。资料 2：20 世纪初，科学家第 一次将膜从哺乳动物的红 细胞中分离出来，然后进 行化学分析。得出膜的主 要成分是脂质和蛋白质。设问： 1我们以前学 习过，其中脂质中最丰富
17、的是什么？2为什么是哺乳动物 的红细胞而不是其它细 胞？问题 2：脂质和蛋白 质是怎样结合构成膜的 呢？1磷脂。2因为当时技 术不支持阅读资料，得出 结论：细胞膜中脂质 是双层的。以小组为单位 讨论磷脂分子在下 列情况中的排列方 式（从磷脂结构分 析）1平铺于水面 上（空气 水界面）。2细胞膜上。 白板上汇报展 示归纳能力及与人交 流信息的能力。教师课件展示资料引 导学生分析实验现象得出 结论。思维探究 依据磷脂分子的性 质，请推测磷脂分子在下 列界面中的排布情况。依据细胞的内外环 境，磷脂分子在细胞膜中 怎样分布？资料 2：1925 年，戈 特（ E Gorter）和格兰德 尔（ FGren
18、del）用有机 溶剂抽提了人红细胞细胞 膜的脂质成分后，将其铺 展在水面，测出其面积约 为所有红细胞表面积的 2 倍，并推测细胞膜由双层 脂质分子构成。蛋白质位于细胞膜的 什么位置？是怎样分布 的？资料 3：随后，丹尼 利（ JDanielli ）和戴维森 （HDavson）发现细胞 膜的表面张力比油 -水界面 的张力低得多，推测出膜 中含有蛋白质，从而提出学生思考，举例说明培养学生问题 意识，给予巩固知 识，学生发散性思 维启动已有知识的 空间。了“蛋白质一脂质一蛋白 质”的“三明治”模型，认为 细胞膜是由双层脂质分子 及其内外表面附着的蛋白 质共同构成。1959 年，罗伯逊根据 电镜超薄切
19、片中细胞膜展 现的暗 亮暗三条 带（图 2-16），推测两边 暗的条带是蛋白质，中间 亮的部分是脂双层分子。 罗伯逊在“三明治”模型 的基础上提出了单位膜模 型，推断所有的生物膜都 由蛋白质 - 脂质一蛋白质构 成。“三明治”模型和单 位膜模型的不足之处是把 脂质看成静态的刚性结构。 这样的结构是否能体现膜 的功能呢？观看，描述实验 培养学生主动资料 4：获取知识的能力、 归纳能力及与人交 流信息的能力。么？观看，描述实 验结果，分析实验 结论培养学生主动 获取知识的能力、 归纳能力及与人交 流信息的能力。从标本中能得出什么结论？ 蛋白质在膜中的分布 是不对称的，蛋白质镶 嵌、嵌入、横跨在磷脂
20、双该理论主要包括：提问：根据前 面的分析，小组合 作画出流动镶嵌模 型。及时引导。动画展示流动 镶嵌模型描述模型的主 要内容。学生通过归 纳、总结，主动获 得结构模型的基本 内容。1磷脂双分子层构成 了生物膜的基本支架。2蛋白质分子有的镶 在磷脂双分子层表面，有 的全部或部分嵌入磷脂双 分子层中，有的贯穿于整 个磷脂双分子层，体现了 膜内外结构的不对称性。3磷脂和蛋白质位置 不是固定的，生物膜具有 一定流动性第二部分：细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构讲授新课植物：纤维素和果胶 真菌：壳多糖（几丁质） 细菌：肽聚糖 青霉素抑菌作用原理： 抑制细菌合成肽聚糖。水、离子和其他分子都 极易
21、通过纤维之间的空隙， 所以细胞壁与细胞的选择 透性无关。作用：保护、支持。 联系生活：细胞壁的功 能事例 1：青霉素为什么 能杀菌？原因：青霉素抑制 细菌合成肽聚糖。因为不能 合成细胞壁物质， 细菌就不 能生长和繁殖， 所以青霉素 能杀菌。事例 2：参天大树之所认真阅读教材，做好笔记以能挺立？ 原因：靠死细胞的细胞 壁支撑、支持作用。第三部分：小结形成性评价1若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的图是2用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜上的蛋白 质。把人和小鼠的细胞融合。刚融合时融合细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合 后的细胞
22、在适宜的条件下培养，保持其活性，但融合后的杂交细胞仍为一半红，一半绿，发生 这一现象可能的原因是（ ）A人细胞与小鼠细胞发生反应B构成人细胞的磷脂分子和小鼠细胞的磷脂分子不具亲和性C人细胞的蛋白质分子大位于下方，小鼠细胞的蛋白质分子小位于上方D细胞膜上的蛋白质变性，细胞膜失去了流动性3白细胞可以吞噬整个病菌，这一事实说明细胞膜（ ）A具有选择透过性B具有全透性C具有一定的流动性D具有保护作用4下面有选择透过性细胞膜的一组细胞是（ ）1食用的糖醋蒜的细胞2蚕豆叶的表皮细胞3植物的根毛细胞4人口腔上皮细胞 用盐酸解离的洋葱根尖细胞 A B C D 5细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（ ）A磷脂排列成双分子层B蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层 C两侧膜物质分子排列不对称 D膜物质具有一定的流动性 板书设计细胞膜控制细胞与周围环境的联系第二课时一、对生物膜结构的探索历程二、流动镶嵌模型的基本内容 1基本支架：磷脂双分子层 2蛋白质的位置：镶嵌、贯穿 3细胞膜的外侧：糖蛋白 4结构特性：具有一定的流动性三、小结
