人教版（2022）生物必修13.1细胞膜的结构与功能教案

《细胞膜的结构与功能》教学设计教材分析本节内容选自人教版高中生物必修一第三章第一节《细胞膜的结构与功能》，主要包含了细胞膜的获取、成分和功能，对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用，又对物质的输入输出做出了铺垫，具有承上启下的作用，内在联系是“功能—结构—功能”，而且有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。所以将细胞膜的成分、功能与生物膜的流动镶嵌模型相结合更有利于学生从整体上系统掌握细胞膜的功能及与功能相适应的结构。学情分析学生在知识储备上对细胞与细胞之间的已经有了感性认识，了解了细胞的结构，并且对组成细胞的化合物有了一定的掌握。高中生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。教学目标（一）生命观念：通过重温科学家探究生物膜（细胞膜）结构的过程，逐步掌握生物膜的结构与功能，体会生物结构与功能相适应的观点。（二）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。（三）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。（四）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。教学重难点教学重点1.细胞膜的结构、功能；2.生物膜流动镶嵌模型的基本内容。（二）教学难点1.用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法；2.如何体现生物膜结构和功能相统一；3.生物膜的流动性特点。教学方法讲授法、讨论法、演示法课前准备（一）教师准备课件制作、布置学生预习、（二）学生准备学生预习教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图新课导入（3min）【讲述】上次实验课很多同学都能观察到洋葱鳞片叶内表皮细胞，但是没有观察到人体口腔上皮细胞，但有的同学就比较优秀哈，哎~他就成功了。让我们一起看到PPT上的这张口腔上皮细胞图。我们简单复习一下细胞的基本结构。我们看到细胞膜可以将细胞内部和外界区别开，让我们一看就知道它就是细胞。细胞膜就作为了我们细胞系统的边界。那我们细胞膜由哪些物质组成呢？观察图片，回顾细胞的基本结构通过回顾实验课“DNA和RNA在细胞中的分布”中口腔上皮细胞的基本结构，导入新课。细胞膜结构的探索（24min）细胞膜结构的探索（24min）细胞膜结构的探索（24min）细胞膜结构的探索（24min）1.【播放】欧文顿实验动画2.【引导】从实验现象推出结论：膜是由脂质组成的3.【提问】最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？（实验现象的推理分析）4.【追问】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鉴定吗?5.【设问】选用什么细胞作为实验材料获取细胞膜呢？6.【讲解】结合动植物细胞简图讲解二者的区别，以及细胞壁的成分及功能。7.【讲解】哺乳动物成熟红细胞的结构特点：没有细胞核和众多的细胞器。8.【总结】选取实验材料应遵循的原则：①无细胞壁②无细胞核③无众多的细胞器9.【提问】有了实验材料，接下来如何获取细胞膜？用针扎破细胞行不行？用镊子把细胞膜剥下来可以吗？为什么？10.【展示】红细胞吸水胀破获取细胞膜的图片11.【讲解】红细胞吸水涨破原理细胞内的液体是有一定浓度的，把细胞放在清水里，水就会渗进细胞，细胞吸水多了会怎么样呢？就好像吹气球，越吹越大，然后就怎么样啊？会涨破。所以，实验原理就是细胞的吸水涨破，细胞内的物质流出，即可获得细胞膜。12.【讲述】20世纪初，膜成分分离实验分析证实：膜的主要成分是脂质和蛋白质13.【过渡】脂质（主要是磷脂）和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？14.【讲解】磷脂的结构15.【讲解】荷兰科学家实验：用丙酮从一定数量红细胞的细胞膜中抽取出脂类，在空气-----水界面铺成单分子层现象：现象：S单层磷脂=2S红结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！16.【提问】连续的两层脂质分子是如何排布的？（画四种排列方式）17.【讲解】细胞的内外环境都是水溶液，所以细胞膜磷脂分子的“头部”向着膜的内外两侧而“尾部”相对排在内侧，形成磷脂双分子层。18.【设疑】蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？19.【展示】罗伯特森实验：20世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗，磷脂分子显得光亮。罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。推测：细胞膜是“三明治”静态结构模型20.【设问】这种“三明治”结构模型有什么不足呢？21.【展示】变形虫变形运动动画：说明细胞膜是可以运动的！22．【展示】科学新进展：冰冻蚀刻电子显微法结论：蛋白质的存在形式：镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中23.【展示】1970年人—鼠细胞融合实验过程【提问】根据以上实验结果，你能得出什么结论？结论：细胞膜具有一定的流动性24.【展示】1972年桑格和尼克森提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型25.【讲解】结合模型图讲解流动镶嵌模型的基本内容（1）生物膜的基本支架：磷脂双分子层（2）蛋白质分子存在形态：镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中；体现了生物膜的不对称性。（3）生物膜的结构特点：一定的流动性：因为磷脂分子具有流动性；大多数蛋白质分子也是运动的。（4）糖蛋白：有保护和润滑作用，还与细胞膜表面的识别有密切关系观看动画分析实验现象，得出结论思考、回答回忆细胞壁的成分及功能，简单了解二者差别明确选取该实验材料应遵循的原则倾听思考联系磷脂分子结构推出结论画排列方式思考分析实验现象，得出结论。思考观看动画明确蛋白质的存在形式分析实验现象，得出结论观察模型，总结流动镶嵌模型的基本内容结合模型倾听通过实验现象的观察分析，培养学生观察、推理分析的能力。通过重温科学家探究生物膜（细胞膜）结构的过程，逐步掌握生物膜的结构与功能，体会生物结构与功能相适应的观点。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。通过对细胞膜的感知、分析以及相应资料分析推理细胞膜的结构通过重温科学家探究生物膜（细胞膜）结构的过程，逐步掌握生物膜的结构与功能，体会生物结构与功能相适应的观点。细胞膜的功能（10min）细胞膜的功能（10min）1.【过渡】现在我们通过科学探索史已经明确细胞膜的结构。结构与功能相适应，那细胞膜的结构使细胞膜可以完成哪些相应的功能呢？2.【讲解】功能1：将细胞与外界环境分隔开。从流动镶嵌模型中我们得知细胞膜的主要成分为磷脂双分子层和蛋白质，它们的有机结合使细胞膜成为一个稳定的闭环屏障结构，从而把细胞与外部环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。因此细胞膜第一个功能为：将细胞与外界环境分隔开。3.【讲解】功能2：控制物质进出细胞细胞膜上的蛋白质有的参与膜结构的组成，有的作为载体蛋白，参与物质的运输。载体蛋白具有专一性，可以运输不同的物质进入细胞，使得细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。【提问】那细胞膜可以控制哪些物质进出呢？【提示】细胞膜控制物质进出细胞具有相对性。4.【讲解】功能3：进行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，才能使生物体健康生存。我们人与人之间通过信息交流协调事务，细胞与细胞也是通过信息交流来保持功能的协调。细胞间进行信息交流的方式有如下三种方式：（1）通过“信息分子”完成间接交流：内分泌细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体识别结合，将信息传递给靶细胞。细胞膜表面的糖蛋白具有识别作用，因此靶细胞表面的受体就是糖蛋白，其本质为蛋白质。在这个信息交流的过程中，我们看到这两个细胞并没有直接接触，而是通过信号分子-激素完成信息的交流，因此这种方式为通过“信息分子”完成间接交流。（2）细胞膜接触直接交流：人与人之间可通过握手直接交流，两个相邻的细胞则可通过细胞膜直接接触从而完成信息交流，因此第二种交流方式为细胞膜接触直接交流。比如说如精子和卵细胞之间的识别和结合；输血前要严格配血，也与细胞的识别有关（3）经特殊通道交流（高等植物细胞外面有细胞壁，两个细胞的细胞膜和细胞膜接触不到，所以它们之间形成了通道，通过胞间连丝相互连接，进行信息交流）倾听思考、回答联系实例，倾听通过结合生物膜结构模型使其明确细胞膜的功能，从而理体会生物学结构与功能相适应的观点。通过联系实例和动画加深学生对三种信息方式的理解。小结（3min）【