浙科版生物必修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边环境的联系【第一学时】【教材分析】本节内容涉及细胞膜的选择透性、细胞膜的流动性、细胞膜的构造，流动镶嵌模型和细胞壁三部分。这是在学习了第一章《细胞的分子构成》的基础上，通过功效与构造有关，建构质膜的流动镶嵌模型，认识细胞壁的构成和功效，也是背面学习《物质出入细胞的方式》、《神经调节》、《特异性免疫反映》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，体现了构造与功效相适应的生物学观点。内容展示科学家对细胞膜构造的探索历程。这是一种较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办法的理解，明白科学发现的过程是一种长久的过程，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，需要不停修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步能够更加好地增进科学的发展。②细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜构造的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是现在人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功效的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间构造，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更加好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。【教学目的与核心素养】知识目的：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办法之一。2．举例说出细胞膜的选择透性。3．说出膜构成成分的生理作用。4．说出植物细胞壁的构成和生理作用。核心素养：运用对照办法于课堂实验，提高学生的实验能力。分析磷脂分子在不同条件下的排列方式，提高运用和解决信息能力。探讨质膜构造模型，认同生物体构造与功效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：质膜的构造和功效。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构造与功效相适应的观点。【课前准备】1．实验材料和用品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理解细胞膜吗？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，确保了胞内环境的相对稳定，使细胞内的生命活动有序进行。学生思考回想之前所认识的细胞。运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，提高他们的学习爱好。明确学习内容。讲授新课（播放第二张PPT）提问：细胞膜的构造是如何与控制物质进出的功效相适应的呢？投影展示：半透膜：某些膜含有一定大小的孔径，水等小分子和离子能够自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子则无法通过，这种膜称为半透膜。透析膜就是一种半透膜。提问：如果我们将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入透析袋里（图2-9），那么，透析膜对两者的通透状况与否相似？细胞膜与否含有类似特性？讨论：1．A组加入碘-碘化钾溶液后，烧杯内蒸馏水呈现什么颜色？静置12h后颜色又如何？因素是什么？透析袋内淀粉溶液颜色有何变化？2．A组实验阐明了什么？3．本尼迪特试剂检测的现象是什么？B组实验阐明了什么？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。因此，能够推测细胞膜对物质的进出含有选择透过性。实验操作：学生按教材实验环节进行实验，并观察现象。学生交流讨论，教师协助归纳：1．烧杯内蒸馏水没有颜色变化；静置12h后，还是没有颜色变化，阐明烧杯中没有淀粉，也就是淀粉不能从透析袋中进入烧杯中；透析袋内淀粉溶液颜色变蓝色。2．A组实验中碘能够通过透析袋，而淀粉分子无法通过。阐明了半透膜对分子进出含有半透性。3．出现砖红色沉淀，阐明了葡萄糖分子能够穿过半透膜。阐明了半透膜对分子进出含有半透性。通过细胞学说的建立过程介绍，让学生领悟科学发现含有下列特点：科学发现是诸多科学家的共同参加，共同努力的成果；科学发现的过程离不开技术的支持；科学发现需要理性思维和实验的结合；科学学说的建立过程是一种不停开拓、继承、修正和发展的过程。第二部分：细胞膜含有选择透过性讲授新课选择透过性：细胞膜能够控制物质进出，选择性地吸取营养物质和排出代谢产物，保持细胞内生化反映有序进行。这一特性称为细胞膜的选择透过性（selectivepermeability）。小肠绒毛上皮细胞能够吸取葡萄糖，却很难吸取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+的浓度比血浆低通过实验承认细胞膜含有选择透过性通过半透膜实验让学生体会膜的选择透过性，培养能够模拟实验来解决微观难以观察到的生命现象。培养学生的实验思维。第三部分：细胞膜重要有磷脂和蛋白质构成磷脂脂肪酸分子含有亲脂性；磷酸分子含有亲水性。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同样，有水溶性部分和脂溶性部分。细胞的功效越多，其膜蛋白的种类和数量就越多。细胞膜的功效重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，含有一种很小的亲水基团，与磷脂头部链接。对细胞膜中磷脂分子的活动含有双重调节作用。首先，胆固醇通过与磷题固醇脂脂肪链的互相作用，含有限制其运动、增加其有序性的作用；另首先，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全部的膜称为生物膜。即使细胞内不同部位的膜功效有所不同，但它们都含有相似的物质构成和空间构造认真阅读教材，熟记细胞膜的构成成分及特点理解细胞膜的成分小结【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。实验的成功核心在于实验前的一切准备：涉及学生承认这个模拟实验材料，以及一切实验用品的准备。活动环节做了有充足的准备，也要让学生有充足的准备；既要发挥“学生的主体作用”，又不能无视“教师的主导作用”；既要考虑学生的实际，又要达成课标的规定；既要尊重教材，又要发明性地使用教材。只有这样，才干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C．B组烧杯中的溶液出现砖红色沉淀，阐明葡萄糖分子能够通过半透膜D．实验成果推测生物膜作为细胞的边界，对物质的进出含有选择透过性2．在哺乳动物的受精过程中，精子能够与卵细胞互相识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一种精子进入后，细胞发生变化，不再让其它精子进入。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．确保卵细胞摄入所需要的精子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，这些生理过程的完毕都依赖于细胞膜的（）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边环境的联系第一学时通过模拟实验探究膜的透过性1．实验成果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含有半透性，推测细胞膜对物质的进出含有选择透过性二、细胞膜含有选择透过性【第二学时】【教材分析】本节内容涉及细胞膜的选择透性、细胞膜的流动性、细胞膜的构造，流动镶嵌模型和细胞壁三部分。这是在学习了第一章《细胞的分子构成》的基础上，通过功效与构造有关，建构质膜的流动镶嵌模型，认识细胞壁的构成和功效，也是背面学习《物质出入细胞的方式》、《神经调节》、《特异性免疫反映》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，体现了构造与功效相适应的生物学观点。内容展示科学家对细胞膜构造的探索历程。这是一种较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办法的理解，明白科学发现的过程是一种长久的过程，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，需要不停修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步能够更加好地增进科学的发展。②细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜构造的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是现在人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功效的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间构造，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更加好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。【教学目的与核心素养】知识目的：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办法之一。2．举例说出细胞膜的选择透性。3．说出膜构成成分的生理作用。4．说出植物细胞壁的构成和生理作用。核心素养：1．运用对照办法于课堂实验，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，提高运用和解决信息能力。3．探讨质膜构造模型，认同生物体构造与功效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：质膜的构造和功效。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构造与功效相适应的观点【课前准备】1．实验材料和用品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：生物膜含有流动性导入新课激发学习动机展示图片问题引导：质膜的选择透性终究是如何选择呢，我们懂得构造与功效是相统一的，这需要从它的构造谈起，科学家经常会通过实验设计并构想出某些模型来解释。学生思考回想之前所认识的细胞。运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，提高他们的学习爱好。明确学习内容。讲授新课（播放第二张PPT）问题1：细胞膜的构成成分是什么呢？投影展示：19世纪末，欧文顿（E．Overton）用500多个物质进行上万次实验，发现：但凡能够溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。引导学生分析实验现象得出结论。课件展示问题：设问：1．最初认识到生物膜是由脂质构成的，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，尚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。得出结论：膜是由脂质构成的。回答下列问题1．通过对现象的推理分析。2．有必要，通过鉴定能更精确地阐明问题。3．当时的技术不能实现。阅读资料，思考老师提问。回答下列问题1．磷脂。2．由于当时技术不支持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。领悟科学研究的办法“假说”是如何提出来的。提出问题，引发思考，激发思维探究的欲望，引发学生学习的爱好。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。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。得出膜的重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：脂质和蛋白质是如何结合构成膜的呢？教师课件展示资料引导学生分析实验现象得出结论。思维探究根据磷脂分子的性质，请推测磷脂分子在下列界面中的排布状况。根据细胞的内外环境，磷脂分子在细胞膜中如何分布？资料2：1925年，戈特（E．Gorter）和格兰德尔（F．Grendel）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，测出其面积约为全部红细胞表面积的2倍，并推测细胞膜由双层脂质分子构成。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状况中的排列方式（从磷脂构造分析）1．平铺于水面上（空气—水界面）。2．细胞膜上。白板上报告展示蛋白质位于细胞膜的什么位置？是如何分布的？资料3：随即，丹尼利（J．Danielli）和戴维森（H．Davson）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片中细胞膜呈现的暗——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，推断全部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局限性之处是把脂质当作静态的刚性构造。这样的构造与否能体现膜的功效呢？学生思考，举例阐明培养学生问题意识，予以巩固知识，学生发散性思维启动已有知识的空间。资料4：人——鼠细胞融合实验这个实验阐明了什么？细胞膜上的蛋白质分是呈流动状态的。观看，描述实验成果，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。电镜冰冻蚀刻（冰冻断裂）将标本冰冻，然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。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、横跨在磷脂双分子层中。观看，描述实验成果，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。1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。展示图片介绍多个构造名称。该理论重要涉及：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，体现了膜内外构造的不对称性。3．磷脂和蛋白质位置不是固定的，生物膜含有一定流动性提问：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重要内容。学生通过归纳、总结，主动获得构造模型的基本内容。第二部分：细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层构造讲授新课植物：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：克制细菌合成肽聚糖。水、离子和其它分子都极易通过纤维之间的空隙，因此细胞壁与细胞的选择透性无关。作用：保护、支持。联系生活：细胞壁的功效事例1：青霉素为什么能杀菌？因素：青霉素克制细菌合成肽聚糖。由于不能合成细胞壁物质，细菌就不能生长和繁殖，因此青霉素能杀菌。事例2：参天大树之因此能挺立？因素：靠死细