3.1细胞膜的结构和功能教学设计高一上学期生物人教版必修1

细胞膜的结构和功能教学目标从系统和环境的角度，阐述细胞膜作为细胞界的所有功能。分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型的主要内容。分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。教学重难点教学重点细胞膜的动能流动镶嵌模型的主要内容教学难点细胞膜的结构与其组成成分的内在联系。对细胞膜结构的探索过程。教学过程教师活动学生活动设计意图新课导入通过课本40页问题探讨中的“用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞”的图片导入新课，提出问题：为什么活细胞不能被染色，而死细胞能够被染色？学生认真思考并交流讨论，猜测这可能与细胞膜的活性有关。通过图片让学生直观地看出，死细胞和活细胞在功能上的区别。新课讲授同学们的猜测是正确的。我们知道，一个国家有国家的边界，国家的边界用来保障国民的安全；学校也有学校的边界如围墙，用来约束校内外人士的进出；而我们人与外部环境之间也有边界，皮肤和黏膜是身体的保护屏障，一定程度上可以抵抗病菌侵染。那么细胞作为一个生命系统，也是有边界的，它的边界就是细胞膜。那么细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中的作用是什么呢？学生认真思考尝试回答教师提出的问题。 通过类比的方法，更容易激发学生的思考，发挥学生的想象力，有助于提高学生的学习兴趣。教师打破一个鸡蛋外壳，将蛋黄和蛋清倒入一个提前准备好的碗中，教师解释道：在没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可以看为一个卵细胞。提问：1、同学们可以看到这个鸡蛋，蛋黄是黄色的，而蛋清是透明色的，那么为什么在颜色上它们的区别如此明显呢？2、由此你可以概括出细胞膜具有怎样的功能吗？学生回答：因为它们之间存在一层细胞膜将它们分来。并通过针扎等方式感受细胞膜的存在。学生通过观察和验证，直观的感受细胞膜的真实存在和将细胞与外界环境分开的功能。实验展示：红苋菜放在清水中清洗，水无颜色变化。煮成汤之后，汤变成了红色。提问：为什么红苋菜在水煮前后，水的颜色差异这么大呢？这与细胞膜的功能有关吗？这一事例体现了细胞膜的什么功能呢？“细胞膜控制物质进出的功能”和“与外界环境分隔”功能是矛盾的吗？细胞膜的控制作用是绝对的吗？我们的身体不能保证一直不生病，这说明了什么？学生通过实验现象，推理讨论得出:细胞内物质不会轻易流出细胞外，如果细胞膜失去活性，那么控制功能将会丧失，即明白了细胞膜有控制物质进出细胞的功能。同时通过这个实例，能够回答“问题探讨”中提出的问题。细胞需要的物质可以透过细胞膜，细胞不需要的物质不能透过细胞膜，体现了细胞膜的选择透过性（功能特性）。细胞膜的选择性控制物质进出细胞的功能是相对的不是绝对的，如一些有害物质，病毒细菌等能够穿透细胞膜进入细胞，导致机体生病。通过简单的实验能够让学生通过实验现象，概括得出结论：控制物质进出细胞，而且能够激发学生的科学思维，培养学生的分析概括能力。在每年八月，桂花飘香的季节，我们走在桂花树底下，总是能闻到一股浓郁的香味。我们知道这种特殊的香味属于一种化学信息，那么同学们知道为什么桂花能够刺激大脑皮层产生“香”的感觉呢？这体现了细胞膜具有怎样的功能呢？通过PPT展示过去人们的通讯方式：写信（信使）、线、面对面交流等并结合教材，阐明细胞间进行信息交流的常见方式。学生通过推理思考讨论得出：细胞可以通过细胞膜上的某些结构与外界环境之间实现信息交流。通过结合生活实例，人与人之间的交流，有时候需要媒介，有时候不需要媒介，可将信息交流的方式主要分为三种：受体结合、胞间连丝、直接接触。结合生活实例，引发学生深思，能够让学生易于理解，更容易接纳新知识，通过教师的举例和引导，学会了细胞膜的第三个功能：进行细胞间的信息交流。我们都说结构决定功能，细胞膜的功能是由它的成分和结构所决定的。但细胞膜非常薄，即使在高倍镜下，依然难以看清它的真面目，人们对细胞膜的化学成分与结构的认识经历了漫长的过程。下面就让我们一起来重温以下科学家们的探索历程吧。随后教师在PPT上展示几位科学家对于细胞膜成分的探索资料。提问：1、上述科学家通过科学研究分别得出什么结论呢？经历了那些历程？能否用简洁的图式表示？2、欧文顿最初对细胞膜的认识，是通过对现象的推理分析还是对膜成分的提取与检测呢?3、为什么哺乳动物成熟的红细胞能制备出纯净的细胞膜？4、磷脂分子在水中是如何分布的呢？5、磷脂分子置于水苯混合溶液中，又是如何分布的呢？能否用老师提供的教具材料（扭扭棒），尝试拼出在该溶液中的排列方式。教师在学生动手拼装的过程中给予指导。1、学生通过阅读课本，总结出如下4个探索历程。结论分别为：（1）、欧文顿——细胞膜是由脂质组成的。（2）、科学家：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。（3）、戈特和格伦德尔：细胞膜中的磷脂分子必然排列成1连续的两层。（4）、丹尼利：细胞膜中可能还有蛋白质。2、对现象的推理分析。3、因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核及细胞器，因此膜系统中仅有细胞膜，因此能制备出纯净的细胞膜。水磷脂4、磷脂分子一端为亲水的头，另一端为疏水的尾，尾部在空气中，头部贴着水面如图所示：水磷脂5、学生在教师指导下完成磷脂分子的拼装和在水苯混合液中的分布情况。培养学生的阅读能力，以及信息提取能力，开拓学生的思维，引导他们积极地思考问题，培养他们的动手能力。培养学生的阅读能力，以及信息提取能力，开拓学生的思维，引导他们积极地思考问题，培养他们的动手能力。随着科学的进一步深入，科学家们对细胞膜成分的研究发现，细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类。其中脂质约50%、蛋白质约40%、糖蛋白2%10%。功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类越多。那么脂质和蛋白质等成分又是如何组成细胞膜的呢？展示罗伯特森的静态细胞模型假说：蛋白质——脂质——蛋白质。人们提出质疑。人鼠细胞融合实验：细胞膜具有流动性。4、1972辛格和尼科尔森：流动镶嵌模型被大家广泛接受。学生认真听讲，并思考，给出自己的观点，通过相关的实验现象，分析推断认可细胞膜的结构模型为流动镶嵌模型，且具有一定的流动性。培养学生的读图能力和理解能力。流动镶嵌模型的基本内容教师结合细胞膜的结构模式图，解析细胞膜的流动镶嵌模型内容：细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成，磷脂双分子层是膜的基本支架，内部是磷脂分子的疏水端。水溶性分子或离子不能通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中；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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质是物质运输的重要载体，强调细胞膜表面糖被的组成及重要功能，即与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能。教师讲解的同时要指出相应的结构，讲明细胞膜具有流动性的原因是由于脂质分子和蛋白质分子是可以运动的。强化学生对细胞膜结构的认识，提醒学生做好笔记。任务：课后利用环保材料制作流动镶嵌模型的细胞膜结构图，下节课上台展示，集体点评，表现优异的小组将获得一些小礼品。学生认真观察和听讲，掌握细胞膜的结构，通过教师的讲解，明白细胞膜具有流动性的原因，认同细胞膜的流动性（结构特性）对生命活动的重要意义。通过图文结合的方式，学生更易于掌握细胞膜的结构，理解细胞膜具有流动性的原因，课后与同学协