资源简介

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案例名称 细胞膜及生物膜的流动镶嵌模型
科目 生物 教学对象 高一学生 设计者 艾娟瑜
课时 1节新授（+课后讨论）
一、教材内容分析
本节课是由人教版高中生物必修1《分子与细胞》的第三章第一节与第四章第二节合并而成的，主要涉及到细胞膜的组成、结构、结构模型和功能，知识相对来说比较繁琐，探究点比较多，所以在本堂课的设计上予以合并和条理化，每个探究点必须给予足够的提示，以帮助学生学习和理解。通过本节整合课的学习，可以使学生更深入的了解细胞膜的结构和功能，为生物膜系统的学习和物质的跨膜运输打好基础，并能够初步解决一些实际问题。
二、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观）
（1）知识与技能：能够识记细胞膜的组成，描述其结构及特点，能够用自己的语言对生物膜的流动镶嵌模型加以阐述、说明，能够举例说明细胞膜的功能。（2）过程与方法：以观察分析图片资料、文字资料及实验资料为主线让学生自己归纳得出结论。（3）情感态度与价值观：认识到科学发现是漫长曲折的过程，建立唯物主义世界观，了解到科研工作的严密性、增强对科学家的了解。
三、学习者特征分析
学生为宝安第一外国语学校高一重点班的学生，学习基础不错，学习习惯尚可，接受能力较强。他们在初中阶段已经接触过细胞膜的有关知识，但是十分粗略，总的来说对于这节课的内容是比较陌生的，因此每一个点必须给予足够的背景知识或提示，帮助学生理解和得出结论。另外，本节课所学知识较抽象，高中学生还不具备完善的抽象思维能力，因而对抽象的概念理解较困难。
四、教学策略选择与设计
本节课中，关于生物膜的流动镶嵌模型，比较复杂、也较抽象，若直接由教师讲述，学生难以理解。如果借助多媒体课件，把大的抽象的东西通过探索历程加以分解，将问题层次化、具体化、形象化，从实例或实验结果讨论入手，降低问题难度，实现各个击破，再让学生自己来总结，则更易突破难点和重点。
五、教学环境及资源准备
教师准备多媒体课件；教室有多媒体教学设备
六、教学过程
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图及资源准备
导入新课 展示动植物细胞的亚显微结构示意图。需补充知识点：光学显微镜与显微结构；电子显微镜与亚显微结构等。 关注动植物细胞差异——突出细胞壁。 创设新情境，引发学生兴趣，导入教学内容。
细胞壁的成分和功能 讲授 理解 非重点内容，简单过。
问题探讨：细胞膜是细胞的边界 通过展示图片（气泡和细胞），设计实验（伊红染色），让学生意识到尽管看不到，细胞也是有边界的，那就是细胞膜。 观察、分析、讨论。 激发学生兴趣，培养学生分析实际问题的能力。
实验设计：体验制备细胞膜的方法 通过层次化的设问，让学生寻找适宜的实验材料；通过资料的提供，让学生了解实验方法。 分析、讨论。 让学生能轻松掌握制备细胞膜的选材和方法，培养学生分析实际问题的能力。
探究1、2——细胞膜的主要成分 给予探究材料；予以小结。 分析、讨论。发表结论，予以评价。 让学生能自己分析出细胞膜的主要成分，培养学生分析材料的能力。
探究3、4、5——细胞膜的主要成分的分子排布形式 给予探究材料；用图形和动画给予提示；设问层层相扣；用习题方式给予提示；予以小结。 分析、讨论。发表结论，予以评价。 激发学生兴趣，降低问题难度，让学生能轻松掌握细胞膜中不同成分的分子排布、基本骨架及结构特点。培养学生分析材料的能力、总结能力和语言表达能力。突破重点、难点。
小结：生物膜的探究历程 设计表格。 完成表格。 及时复习、引出下文及情感教育。
生物膜的流动镶嵌模型 给予提示（两方面——分子排布；结构特点）。 阅读课本，小组讨论，发表结论。 培养学生总结能力和语言表达能力。突破重点、难点。
细胞膜的功能 给予探究材料；用图形和动画给予提示；予以小结及习题巩固。 分析、讨论。发表结论，予以评价。 激发学生兴趣，降低问题难度，让学生能轻松掌握细胞膜的功能及功能特点。
小结和作业布置 这节课的内容；留下思考题 思考、讨论 下节课的复习和启动。
板书设计细胞膜和生物膜的流动镶嵌模型光学：显微 一、制备细胞膜电子：亚显微 二、对生物膜结构的探索细胞壁的成分 1.成分：细胞壁的功能 2.基本骨架：磷脂双分子层 3.结构特点：一定的流动性 4.流动镶嵌模型的基本内容 三、细胞膜的功能 1.功能 2.功能特点：选择透过性
七、教学评价设计
老师会分解问题，学生会随之学会分解问题。问题分解后既有利于理解，也有利于学习和掌握。同时在课堂中教师对学生的学习、探究、讨论、课堂发言等给予及时的评价、引导和总结；课堂结束时，教师引导学生进行本次课综合性总结；课后，通过思考题题和作业来对重点内容进行评价和反馈，以达到教学目标。
八、帮助和总结
本节课借助多媒体课件教学和探究资料分析，将抽象的东西层次化、具体化、形象化，再从实例分析、实验结果讨论入手，让学生自己来分析和总结，达到了本节课的目的，并且突破了难点和重点。
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真核细胞的亚显微结构
动物细胞
植物细胞
细胞壁
主要成分：
纤维素、果胶
功能：
支持和保护
气泡和细胞有何异同？
怎样确定细胞的边界？
用显微注射器将伊红（一种
染色剂）注入变形虫体内……
用微针触碰细胞表面时……
任何系统都有边界。 细胞基本生命系统也有边界。
实验 体验制备细胞膜的方法
植物细胞和动物细胞哪个好？
肌肉细胞、红细胞、白细胞哪个好？
选材
操作
用针刺破细胞行吗？
用镊子剥下细胞膜行吗？
(一) 细胞膜的提取
将人或哺乳动物的成熟红细胞放在清水中，搅拌、离心，即可得到较纯净的细胞膜。
探究1：19世纪末，欧文顿发现：凡是可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
探究2:人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质，称为蛋白酶。用蛋白酶处理细胞膜，会使细胞膜分解。该事实又说明了什么？
1、【成分】细胞膜主要由
脂质(50%)和蛋白质(40%)
组成，还有少量糖类
(2%~10%) 。
如果要你证明细胞膜含有蛋白质，你会如何做？
(二) 对生物膜结构的探索历程
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。
亲水头部
疏水尾部
空气
水
磷脂分子在细胞膜中的排列
水
水
水
水
水
水
A
B
C
探究3：1925年，两位荷兰科学家发现从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍。
细胞膜中脂质排列为连续的两层
2、【基本骨架】：磷脂双分子层。
“罗伯特森电镜实验”
蛋白质—脂质—蛋白质
三层结构模式图
“ 三明治”结构模型的主要容是什么？
“暗—亮—暗”
细胞膜的静态结构能说明白细胞吞噬病菌的过程、细胞分裂、变形虫的运动等生命现象吗？
探究4：1970年，弗雷和埃迪登做了荧光染料标记实验。
构成细胞膜的蛋白质分子可以运动。
构成细胞膜的磷脂分子也可以运动。
3、【结构特点】：具有一定的流动性。
时间 科学家 科学实验 假说或结论
19世纪末
欧文顿
用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验
膜是由脂质组成的
1925年
两位荷兰科学家
从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍
细胞膜中脂质为连续的两层
1959年
罗伯特森
电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成
生物膜为三层静态统一结构
1970年
弗雷和埃迪登
荧光染料标记实验
细胞膜具有流动性
1972年
桑格和尼克森
在新的观察和实验证据基础上
提出流动镶嵌模型
20世纪初
某科学家
从哺乳动物红细胞中分离出细胞膜，并分析其成分
膜的主要成分是脂质和蛋白质
(二) 对生物膜结构的探索历程
(三) 生物膜结构的 流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
1、磷脂双分子层构成了 膜的基本支架:
2、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。
3、磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的（生物膜的结构特点：流动性）
★在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合成的糖蛋白，叫做糖被，糖被与细胞识别等有密切联系。
1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为 （ ）
A.细胞膜具有一定流动性
B.细胞膜是选择透过性
C.细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
C
练习
2、 在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。
（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有__________的特点。
（2）在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说 明了这类物质在分子结构上具有__________性。

蛋白质
流动性
特异性
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. 流动性 C. 主动运输 D. 选择透过性
B
4、关于细胞膜结构的“流动镶嵌模型”的下列叙述中，不能表示膜的不同物质分子间排布关系的是： ( ） A. 磷脂排列成双分子层 B. 蛋白质分子覆盖或镶嵌于脂双层 C. 膜两侧的物质分子排布对称 D. 膜物质分子的运动使其有流动性
C
探究：将番茄和水稻分别放含Ca2+、Mg2+、Si4+的培养液中培养。一段时间后，番茄培养液中的Ca2+、和Mg2+下降，水稻培养液中的Ca2+、和Mg2+浓度增加。 Si4+的情况刚好相反。
（四）细胞膜的功能特性
细胞需要的物质
细胞不需要
或有害的物质
细胞膜
科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色，死的动物会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 你能解释“染色排除法”的原理吗？
（四）细胞膜的功能特性
1、控制物质进出细胞
细胞膜具有选择透过性。
2、将细胞与外界环境分隔开：系统的边界
3、进行细胞间的信息交流
细胞间的信息交流
练习
取细胞膜上糖蛋白相同的两种海绵动物，将它们单个细胞混合培养，发现这两种细胞能够结合在一起，但将糖蛋白成分不同的海绵动物细胞分散后混合培养，发现这两种细胞不能结合在一起，这实验现象说明细胞膜上的糖蛋白：
A、与细胞的相互识别有关
　 B、与细胞间的免疫作用有关
　 C、与细胞的分泌作用有关
　 D、与细胞间物质交流有关
练习
将紫色水萝卜的根切成小块放入清水中，清水的颜色没有变化，若把紫萝卜放入沸水中，水变成红色，原因是： ［　　］
A、沸水破坏细胞壁的结构
　 B、水温升高，色素溶解度增大
　 C、沸水破坏了细胞膜和液泡膜，使其丧失控制物质进出的功能
　 D、沸水使反应加快
只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性。
非选择题
生物膜有控制物质进出的能力，细胞需要 的物质分子或离子可进入细胞，而不需要的小分子、离子及大分子物质不能通过。某同学为验证生物膜的控制物质进出的能力，准备了如下的材料和用具，请帮助他完成实验，并估计和分析实验结果。
非选择题
材料与用具：新鲜的红色康乃馨、烧杯、玻璃铅笔、质量分数为15%的盐酸、清水、量筒
第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔分别标上A和B.
第二步：在A、B两只烧杯中分别加入
第三步：将 放入A、B两只烧杯中，一段时间后观察。
结果：
分析：
等渗状态
高渗状态
外界溶液浓度>生理盐水
置于生理盐水中
置于清水中
置于清水中，红细胞破裂流出细胞内容物，剩余细胞膜，称“血影”
讨论：
如果不是在 装片 而是在 试管 中进行实验，细胞破裂后，流出的内容物和细胞膜都混杂在蒸馏水中，那么要用什么方法才能获得比较纯的细胞膜？
离心机

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