高中生物第一册第3章生命的结构基础3.1细胞膜名师精选教案(14)沪科版

1、名校名 推荐第三章生命的结构基础第一节细胞膜设计思路：本节课是关于细胞膜的结构和物质通过细胞膜的方式，整个内容理论方面的知识比较多，内容比较枯燥。因此，在教学过程中，以科学家的研究过程来带动学生学习，让学生在学习知识的同时，了解科学探索的艰辛，培养学生一定的生物科学素养。但是在引入科学家发现过程时，也是比较枯燥的，这里通过学生感兴趣的动画人物引出课题内容提出研究方向科学实验得出结论提出新的疑问科学实验得出结论归纳总结，让学生在一个连续的科学探究和实验的过程中，重新回顾科学探索的历程，而且在学习细胞膜结构时，先让学生自己尝试画出磷脂和蛋白质排布，让学生动手，让学生积极参与，这样既激发了探讨实验过

2、程的热情，又培养学生科学探究的能力，感受科学发现的过程和方法。一、教学目标1、 知识与技能（ 1）理解细胞膜的组成成分和结构特点。（ 2）理解物质通过细胞膜的各种方式。2、过程与方法描述细胞膜的磷脂双分子层结构以及磷脂分子与蛋白质分子的关系。3、情感态度与价值观通过学习细胞膜的组成、结构和功能，组部感悟结构与功能相适应的辨证观点。二、重点与难点1、重点（ 1）细胞膜的化学组成和结构特点（ 2）被动运输和主动运输2、难点细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的。三、教学过程ppt和板书教师活动学生活动意义- 1 -名校名 推荐在上新课之前，我请一为位同学回顾上节课我答：组成生通 过 问 题们学习的内容，生

3、命的物质基础是什么？物 体 的 化引导，引出对，那么生命的结构基础是什么？请同学合物新课题第一节 细胞膜们看书 34 页，然后告诉我答案。观察34 图细胞并 阅 读 回答生命的结构基础是细胞，今天我们就来学习细胞的一个重要结构细胞膜科幻之旅如果有“时光机器”，将此刻的你送回19 世纪，你会从哪几个方面去研究细胞膜的结构 ?同学们都看过哆啦a 梦吧，他有一个时光答：通 过 学 生机器，能把他送到过去和未来，是不是啊？是感 兴 趣 的现在如果有时光机器，把你送回19 世纪，要你话题，引出去研究细胞膜的结构，你会从哪几个方面去研学生思考课程，从而究呢？使 学 生 对本 节 产 生兴趣，活跃气氛。既然

4、我们要研究细胞膜的结构，那是不是先要答：生物膜结构的探索历程:确定的细胞膜的组成成分有哪些呢？是细胞膜的组成成分是什么呢？同学们先阅读幻灯片上的资料，思考刚才的问答：阅读材对 前 人 的题料并思考实 验 的 学时间：19世纪末（1895年）19 世纪，欧文顿 (e.overton) 用 500 多种化学习，可以培实验：欧文(e顿.overton)用500多种化学物物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发养 学 生 的质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可生 物 科 学现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细

5、胞膜。以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容素养。易通过细胞膜。这个现象说明什么问题呢？我们用相似相溶个 别 学 生原理，你能提出怎样的假设？下面我请同学说回答- 2 -名校名 推荐说 ：科学家将膜从哺乳 物的 胞中分离出来，然后用蛋白 理。（已知蛋白 能 一性的催化蛋白 的分解） 象： 胞膜被破坏得出 ： 对，我们就可以提出假设：细胞膜是由脂质组成的后来，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。细胞膜被破坏了。这里解释一下蛋白酶，蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解，酶，它具有专一性，即只能水解蛋白质，不能水解糖类、脂质、核酸等物质。那现在细胞膜用蛋白酶处理后，细胞膜被破坏答

6、：了，说明了什么呢？细 胞 膜 中是的，就说明细胞膜中有蛋白质，而蛋白质被含 有 蛋 白水解后细胞膜就被破坏了。质板书：膜的主要成分是磷脂和蛋白质通过刚刚的两位科学家的实验，说明细胞膜的主要成分有哪些？脂质和蛋白质，组成膜的脂质中磷脂含量最多所以主要成分是磷脂和蛋白质既然我们已经得到了细胞膜是由磷脂和蛋白质学生讨论培 养 学 生构成的，接下来我们是不是应该要研究一下，分 析 问 题脂 和蛋白 是怎 有机 合构成膜的呢？它们两者是怎么样组成细胞膜的？的能力- 3 -名校名 推荐磷脂分子的 构引导学生：刚刚提到组成细胞膜的脂质含量最亲水头部多的是磷脂，我们先来回顾一下磷脂，磷脂有疏水尾部哪两部分构

7、成？亲水头部和疏水尾部磷脂在细胞膜中应该是有序的排列，还是杂乱无章的呢？绘图活动 ：将磷脂分子在空气 水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？空气水尝试画出细胞膜中双层磷脂分子的排布请同学们在学案上完成活动一的1、空气 -学生画图水界面上铺成单层磷脂分子的分布图完 成 学 案现在我们就来一起看一下磷脂分子在空气-活动一水截面上是怎么样排布的，亲水的头部应该向下还是向上？好，大部分同学都画对的，1925 年两位荷兰科答：细胞膜学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）中 的 脂 质从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面分 子 排 列上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为 连 续 的为

8、红细胞表面积的 2 倍。 请同学们猜测一下为两层什么单分子层的面积会是红细胞表面积的2倍？细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层引导：细胞膜的外面是组织液，也就是水环境，细胞膜的里面是细胞质，也是水环境。我们现在又知道细胞膜中的磷脂分子为连续的两层猜测：细胞膜中的磷脂分子分布情况，完成学学生画图案第二题。完 成 第 二通 过 学 生自 己 动 手画，培养学生 的 探 究能力，有助于 帮 助 学生 加 深 记忆，也能活跃 了 课 堂气氛- 4 -镶在磷脂双分子层表嵌入磷脂双分子层名校名 推荐题蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？尝试画出 蛋白质 在双层磷脂分子中的排布1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂

9、具有 流动 性2、蛋白质分子有的面，有的部分或全部中，有的横跨整个磷脂双分子层。（这体现了膜结构内外的不对称性）。大多数蛋白质分子可以运动 。标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质在膜中的分布是不对称的蛋白质附着、镶嵌、贯穿在磷脂双分子层中。画完之后，我们就一起来看一下同学们画的跟实际的排布情况是不是一样，应该是两层磷脂的亲水头部向外，尾部向内。磷脂的排布情况我们现在知道了，是双分子层，但是细胞膜的组成成分中还有蛋白质，那蛋白质在细胞膜的分布又是怎么样的呢？请同学们在刚刚那张磷脂双分子层的基础上，尝试着画出蛋白质的排布情况。引导：我们可以仔细观察这张细胞膜结构模式培 养 学

10、生图，观 察 读 图学生画图能力完 成 学 案第三题展示部分同学的答案那同学们是不是正确呢？我们先看科学家的实验，科学家又用冰冻蚀刻电子显微法做了一个实验，我们可以看到，图片上磷脂双分子层被分开了，有些蛋白质附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同程度镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。- 5 -名校名 推荐将人细胞和鼠细胞的细胞膜上的蛋白质分别用红色荧光和绿色荧光标记，然后经过诱导融合，人细胞诱导40分钟后荧光标记蛋白质融合37 0 c鼠细胞1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具有 流动 性2、蛋白质分子有的 镶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。（这

11、体现了膜结构内外的不对称性）。大多数蛋白质分子可以 运动。人类对生物膜的研究在继续- - -板书：物质通过细胞膜的方式1、扩散：高低2、被动运输：高低把人细胞和鼠细胞融合成一个细胞，我们可以看到刚开始的时候细胞一半呈红色，一半呈绿色，但是40 分钟后，我们可以看到融合的细胞答：蛋白质表面的荧光颜色，呈均匀分布了。这个现象说具 有 流 动明了什么？性蛋白质具有流动性1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具有流动性2、大多数蛋白质分子可以运动。通 过 具 体所以我们说细胞膜具有流动性，这对于细胞膜的 例 子 加完成其生理功能有重要作用，例如变形虫的运深 同 学 们动和白细胞的吞噬作用都依靠膜的流动

12、性来完的印象成。现在对细胞膜的了解还不全面，所以人类对生物膜的研究在继续我们知道每个活的细胞都要与周围的环境进行物质交换，比如氧气，无机盐等，以保证正常的生理活动。那这些物质是怎么进出细胞的呢？下面我们就来学习一下，物质通过细胞膜的方学 生 观 察式实验，并回我们先来看一个很简单实验，请同学们仔细观答问题察之后告诉我，- 6 -名校名 推荐膜这种现象叫什么？对，扩散，物质由浓度高的区域向浓度低的区域运动，这种运动叫做扩散如果细胞内外的物质的浓度不同，物质就从高浓度的一侧通过膜扩散到低浓度的一侧，这种现象叫做被动运输。我们一起再来看一下水分子是怎么跨膜运输答：把 物 质 进的？生 : 扩散出 细

13、 胞 膜问 : 水是以什么方式进出细胞的呢 ?的 方 式 以.生 : 物 质动 画 的 形师 : 我们把象水这样跨膜运输的方式称为自由通 过 简 单式，播放给扩散 ! 请同学尝试对自由扩散下一个定义？的 扩 散 作学生看，能用 进 出 细给 学 生 一胞。个 更 直 观物质通过简单的扩散作用进出细胞的印象。有生 : 总是从助 于 以 后师 : 具有什么特征呢 ?高 浓 度 向的学习。师 : 除了水以外，如 o2、co2、乙醇、甘油等也是低 浓 度 运以这样的方式进出细胞，我们把这样的跨膜运输 .输方式叫自由扩散。归纳定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞。分子很小或脂溶性强的物质，如o2、 co

14、2、水、乙醇、甘油等通过此方式通过细胞.- 7 -名校名 推荐师 : 其他物质到底是不是也是一样呢?我们来看一下葡萄糖进入红细胞的跨膜运输方式.（多媒体展示协助扩散flash动画）讨论得出：顺 浓 度 梯度运输，需要 载 体 蛋白 的 辅 助作用师：这样的方式我们把它称为协助扩散。请同生：进出细学对其下一个定义。胞 的 物 质借 助 载 体进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散蛋 白 的 扩散，这样的跨 膜 运 输方 式 称 为协助扩散。生：从高浓师：具有什么特点呢？度 向 低 浓度运输，需要 载 体 蛋白协助进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，我们称为协助扩散- 8 -名校名 推荐资料分析资料分析：

15、看幻灯片学生分析：2+3+存 在 逆 浓1、植物细胞液中的矿质元素，mg如、fe 都要比土壤溶液高，但细胞还是不断从土壤溶液中吸收度运输这些无机盐。问：前面我们学过的两种被动运输，都是顺浓+2、人红细胞中k的浓度比血浆高30倍,na的浓度度梯度运输，这种方式可能是什么呢？+却只有血浆的1/6，细胞却仍在“吸k 排na”。3、如表所示，水生植物丽藻的细胞液中k+浓度比它们生活的池水高1065倍，其他多种离子的浓度也比池水高得多主动运输从低浓度一侧运输到高浓度一侧， 需要载体蛋白 的协助，同时也需要 消耗 能量 。主动运输问：如果逆浓度运输肯定需要什么呢？学 生 观 察生：能量并思考（多媒体展示主

16、动运输flash动画）特征：逆浓度梯度，低浓度高浓度运输，需要载体蛋白总结：主动运输是指从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时也需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。例如（ 1）ca2+、2+-mg 、 i 等离子通过细胞膜； （ 2）葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜都是以主动运输的方式进行。- 9 -阅 读 后 讨论答：能够保证 细 胞 按照 生 命 活动的需要，主 动 地 选择 性 吸 收所 需 的 营养物质。排出 对 细 胞有 害 的 物质完 成 学 案 以 表 格 的最后一题形 式 归 纳总 结 三 种不 同 的 跨膜方式，有助 学 生 的学 习 和 记忆，也能培养 学 生 系统 学 习 的能力。名校名 推荐资料：看幻灯片材料 20世纪80年代，人们认识到一种叫囊性纤维病的遗传病的发生，是由于有的细胞 请同学们结合上述材料分析主动运输对生命活中某种蛋白质结构异常，影响了na+和cl-的跨膜运输，而肺部细胞外侧na+的聚积会使肺易受细菌伤害。请同学们结合上述材料分析主动运输对生命活动有何重要意义。思考请同学们制作一张可以用来比较三种不同物质跨膜运输方式表的格动有何重要意义。（