高中生物北师大版 (2019)必修1《分子与细胞》一 质膜的结构与功能教学设计

这是一份高中生物北师大版 (2019)必修1《分子与细胞》一 质膜的结构与功能教学设计，共7页。教案主要包含了对生物膜结构的探索历程，流动镶嵌模型的基本内容，小结教师活动等内容，欢迎下载使用。
2.1.1 质膜的结构与功能


本节内容包括细胞膜的结构、细胞膜的流动性，细胞膜的功能、流动镶嵌模型以及质膜的应用和细胞壁三部分。这是在学习了第一章《细胞的分子组成》的基础上，通过功能与结构有关，建构质膜的流动镶嵌模型，认识细胞壁的组成和功能，也是后面学习《物质出入细胞的方式》、《神经调节》、《特异性免疫反应》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，体现了结构与功能相适应的生物学观点。
内容展示科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很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方法的理解，明白科学发现的过程是一个长期的过程，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，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。②细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。




1、针对与细胞结构、功能相关的现象提出问题，对细胞的结构进行观察，并通过实验探究和资料收集来获得证据，分析细胞结构与功能之间的关系。
2、通过资料分析说出膜组成成分的生理作用。结构和功能的关系，建构质膜模型。
3、说出植物细胞壁的组成和生理作用。

1． 探讨质膜结构模型，认同生物体结构与功能相统一的生物学观点，树立辩证唯物主义观点
2． 学会通过实验探究和资料收集来获取证据。


1．教学重点：质膜的结构和功能。
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结构与功能相适应的观点


1、实验材料和用具
2、多媒体课件







教师活动
学生活动
教学意图

第一部分 质膜具有一定的流动性

导入新课激发学习动机
展示图片
【问题引导】科学家用微细的探针向细胞内刺
人时,看到细胞表面出现凹陷(图2-1).同时还感受到了
阻力。一旦针尖刺破细胞,进到细胞内部,阻力就随之消失
了。这表明细胞表面的确存在一层薄膜,这层膜被命名为质
膜( plasma membrane),也就是我们所说的细胞膜。质膜有
什么特性和功能呢?。




学生思考回顾之前所认识的细胞。





利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，提高他们的学习兴趣。明确学习内容。


讲
授
新
课

（播放第二张PPT）通过资料阅读，寻找证据？
【投影展示】科学家用植物的根毛为实验材料，用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质的物质更容易进入根毛细胞。
实验：科学家对哺乳动物的成熟红细胞和其他几种细胞的质膜进行成分分析得到表2-1所示结果
科学家将人红细胞质膜中的磷脂提取出来，在空气——水界面上铺成单分子层，测得其所占面积的是红细胞表面的2倍
【问题1】细胞膜的组成成分是什么？质膜中含有几层磷脂分子，脂溶性物质更易进入细胞的原因是什么？







阅读资料，思考老师提问。
回答问题
1.质膜的主要成分是脂质和蛋白质，其中脂质中磷脂含量最多，还有少量的糖类。动物细胞中还有一定量的胆固醇。
2.细胞膜由双层脂质分子构成。
3 .根据物质相似相溶的特性

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。


提出问题，引起思考，激发思维探究的欲望，引起学生学习的兴趣。
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：
电镜照片显示出质膜具有3层结构，两色着色较深，称为暗带，平均厚度均为2nm，中间着色浅，称为亮带，厚度为3.5nm。
利用冰冻蚀刻电镜观察质膜的断裂面，可以看到蛋白质像鹅卵石一样镶嵌在质膜中。
【问题2】资料2中的质膜电镜观察结果说明蛋白质分子在质膜中怎样排布的？它们可能承担哪些功能？
教师课件展示资料引导学生分析实验现象得出结论。
资料3:科学家用荧光分子标记细胞膜蛋白，然后用高能激光来照射质膜的某一区域，该区域内的荧光分子发生不可逆的破坏，这一区域称为光漂白区，继续观察，可以发现光漂白区逐渐重新出现荧光。
【问题3】资料3中光漂白区重新出现荧光的原因是什么？质膜是静态的还是有一定流动性的？
阅读资料，得出结论：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。
它们可能是物质进出细胞的载体


























细胞膜上的蛋白质分是呈流动状态的。说明质膜具有流动性


































通过资料分析，寻找证据，最终得出结论：质膜具有一定的流动性

磷脂

脂肪酸分子具有亲脂性；磷酸分子具有亲水性。
磷脂分子是一端亲脂而另一端亲水的两性分子。
认真阅读教材，熟记细胞膜的组成成分及特点

了解细胞膜的成分

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。
展示图片介绍各种结构名称。

该理论主要包括：
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,体现了膜内外结构的不对称性。
3.磷脂和蛋白质位置不是固定的,生物膜具有一定流动性

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



描述模型的主要内容。
学生通过归纳、总结，主动获得结构模型的基本内容。

第二部分 质膜控制物质进出

作为最基本的生命系统，细胞是如何维持其内部成分和结构的相对稳定性及有序性的？
这与其成分之间有什么关系？

设问：为什么SARS病毒、HIV病毒又可以侵入人体细胞呢？
讲述：细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。

学生思考并回答问题：
细胞内外都是水溶液环境，质膜脂双层内部的疏水区域能够阻挡水溶性物质随意进出磷脂以及众多物质转运有关的蛋白会则能够控制物质进出，维持细胞内部环境的性对稳定性


学生思考并得出结论：细胞膜的控制作用是相对的。

通过图文讲解，学生了解质膜的功能并知道其结构和功能的关系

第三部分 质膜参与细胞间的信息交流

过渡：每个细胞都不是孤立存在的，它们除了不断地与外界环境发生着物质交换，还发生着信息交流。细胞之间的信息交流方式多种多样。
【展示图片】细胞识别过程（直接交流）
讲述：能直接接触的细胞，例如精子和卵细胞，可以通过细胞膜表面的信号分子进行识别和结合，达到信息交流的目的。（糖蛋白）
【展示图片】通道交流
讲述：有的相邻两个细胞之间可以形成通道。例如高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接形成通道，完成信息交流。
设问：相距较远的细胞怎么进行信息交流呢？
【展示图片】激素分泌传递作用过程（间接方式）

观察图片，知道直接交流的典例，知道糖蛋白。

观察图片，知道胞间连丝
引导学生展开想象，理解细胞膜功能，认同细胞膜对细胞这个生命系统的重要意义。






引导学生识图。


综上所述：细胞都有质膜包裹，质膜将细胞与其环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。

第四部分、植物细胞的细胞壁







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：抑制细菌合成肽

水、离子和其他分子都极易通过纤维之间的空隙，所以细胞壁与细胞的选择透性无关。
作用：保护、支持。
联系生活：细胞壁的功能
事例1、青霉素为什么能杀菌？原因：青霉素抑制细菌合成肽聚糖。因为不能合成细胞壁物质，细菌就不能生长和繁殖，所以青霉素能杀菌。
事例2、参天大树之所以能挺立？
原因：靠死细胞的细胞壁支撑、支持作用。





认真阅读教材，做好笔记



第五部分、质膜结构的应用

1、使命必达的运输车：靶向给药
2、生物膜广泛用于海水的淡化处理、血液透析、浓缩果蔬汁和酱汁

认真听讲，并能够用所学知识解释其作用的原理
将知识转化为解决问题的能力

应用实践：活动 验证酵母菌质膜的功能

讨论
1.A组和B组酵母菌的染色结果有什么不同？据此可以得出什么结论？
2.若A、B两组细胞均被染色，可能的原因是什么？
动手实验
通过实验来验证膜的功能

小结



形成性评价
1、若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的图是（ ）

2、用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜上的蛋白质。把人和小鼠的细胞融合。刚融合时融合细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合后的细胞在适宜的条件下培养，保持其活性，但融合后的杂交细胞仍为一半红，一半绿，发生这一现象可能的原因是（ ）
A、人细胞与小鼠细胞发生反应
B、构成人细胞的磷脂分子和小鼠细胞的磷脂分子不具亲和性
C、人细胞的蛋白质分子大位于下方，小鼠细胞的蛋白质分子小位于上方
D、细胞膜上的蛋白质变性，细胞膜失去了流动性
3、白细胞可以吞噬整个病菌，这一事实说明细胞膜（ ）
A、具有选择透过性 B、具有全透性 C、具有一定的流动性 D、具有保护作用
4、下面有选择透过性细胞膜的一组细胞是（ ）
①食用的糖醋蒜的细胞 ②蚕豆叶的表皮细胞 ③植物的根毛细胞
④人口腔上皮细胞 ⑤用盐酸解离的洋葱根尖细胞
①②③ B、②③⑤ C、①④⑤ D、②③④
5、细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（ ）
A、磷脂排列成双分子层           B、蛋白质分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层
C、两侧膜物质分子排列不对称     D、膜物质具有一定的流动性


板书设计
课题：2.2 细胞膜控制细胞与周围环境的联系
（第二课时）
一、对生物膜结构的探索历程
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、基本支架：磷脂双分子层
2、蛋白质的位置：镶嵌、贯穿
3、细胞膜的外侧：糖蛋白
4、结构特性：具有一定的流动性
三、小结