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    3.1 细胞膜的结构和功能 教案-2024-2025学年高一上学期生物人教版(2019)必修1
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    3.1 细胞膜的结构和功能 教案-2024-2025学年高一上学期生物人教版(2019)必修101
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    生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能教学设计

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    这是一份生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞膜的结构和功能教学设计,共4页。

    1.通过观察、感受台盼蓝鉴定细胞死活及分析细胞膜的功能,概述细胞膜作为系统边界的功能。
    2.通过分析细胞膜结构模型建立的立场及其他资料,能基于事实和证据进行推理、论证,提出或否定假说(或模型),加深对模型与建模的理解,感悟科学在质疑与创新中发展。
    3.通过概括、比较不同细胞膜结构模,说出不同模型的要点。概述流动镶嵌模型的主要内容
    4.通过脂质体药物的分析,体会科学知识与解决现实问题之间的联系,增强社会责任感。并认同科学成果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
    重点:细胞膜的功能;流动镶嵌模型的主要内容
    难点:细胞膜结构与功能的内在联系
    教学过程
    创设情境,导入新课
    细胞膜的功能
    细胞膜成分和结构的探索历程
    板书设计
    过程
    教师活动
    学生活动
    设计意图
    情境导入
    【导入】同学们,我们在“用光学显微镜观察几种常见的细胞”实验中,观察过水绵、葫芦藓,可以发现细胞与细胞之间有明显的界限,这个界限是什么?
    细胞壁是全透性的,任何物质都可以透过细胞壁。
    紧贴着细胞壁的是细胞膜,在光学显微镜下,细胞膜是无法观察到的。但是我们可以感受到细胞膜的存在。
    【展示“鸡蛋的演示实验”】
    刚刚视频中用牙签戳破的就是卵细胞的细胞膜,那么细胞膜有什么样的功能呢?在功能背后又具有怎样的结构?我们今天就来一起学习细胞膜的结构与功能。


    学生通过观察图片,发现细胞之间的细胞壁结构




    学生观看视频
    激发学生兴趣。提前准备好演示实验视频。
    3min
    细胞膜的功能
    在课前,同学们已经预习了教材,我请一位同学来为我们讲讲细胞膜的功能。

    关于细胞膜的功能,有同学存在以下几个问题,我们一起来看看。
    答疑解惑:①用台盼蓝染色法鉴别细胞是否死亡时,为什么只有死细胞才能被染色?

    ②如何理解“控制物质进出细胞”?
    (哪些物质可进?哪些物质可出?不被选择的物质就一定不能进吗?)
    总结:细胞膜的功能特点选择透过性
    ③相邻细胞间如何进行信息交流?距离较远的细胞间如何进行信息交流?
    (相邻细胞间可以直接接触或者高等植物间可形成胞间连丝;距离较远的细胞间可以通过血液运输信号分子来传递信息)

    学生回答细胞膜的功能:将外界环境分隔开;控制物质进出细胞;实现细胞间的信息交流。

    ①死细胞的细胞膜没有控制物质进出细胞的功能,所以染料可以进去。
    ②细胞需要的物质可以进,细胞产生的需要分泌到细胞外发挥作用的物质可以出。“选择性”“相对性”


    加深对细胞膜功能的理解




    通过具体的实例提升推理分析能力,引导学生概括总结出细胞膜的主要功能。

    7min
    细胞膜的成分和结构
    我们经常说结构决定功能,结构与功能相适应,对于细胞膜的结构应该首先从组成成分入手,再去探究成分之间的内在联系,而细胞膜在光学显微镜下不可见,所以一般采用构建模型的方法,把细胞膜的结构呈现出来。
    接下来“你说我听,故事接龙”,我们分小组来重现细胞膜的探索历程。
    给同学们2分钟时间讨论,理清思路,整理语言,选出代表来分享。
    (谁做了什么事,得出什么结论或推论)

    提问①:依据什么原理得出这个推论?
    (提示:相似相溶原理)
    过渡:可是推论不等于结论,还需要进一步验证。

    提问②:“一定方法”?你觉得可以用什么方法制备细胞膜?
    (提示:让红细胞吸水涨破,再离心)
    提问③:如果让磷脂分子在空气—水界面铺开,磷脂分子会怎么分布?(展示磷脂分子,学生演示分布情况)
    提问④:但是我们知道细胞膜的内外都是以水为基础的液体环境,那又会怎么分布呢?请同学们利用桌上的开口球、铝丝和泡沫板来模拟磷脂分子在细胞膜上的分布。

    那究竟是不是这样的呢?我们请第4组的同学给我们答案。

    提问⑤:如何保证提取的脂质几乎全部来自于细胞膜,而不是来自其他膜结构?
    (材料的选择:哺乳动物成熟红细胞没有核膜以及众多的细胞器膜)

    后续研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质构成,还有少量的糖类。
    那么蛋白质在细胞膜中怎么分布呢?

    提问⑥:为什么暗带是蛋白质,亮带是脂质?“静态”的结构有什么局限性?(提示:蛋白质的分子量大,电镜下透过的电子少,成暗带。展示变形虫摄食草履虫的视频)

    这个实验说明:细胞膜具有一定的流动性。

    补充资料:科学家将标本用干冰(或液氮)冰冻后断开,升温后暴露断裂面,在电镜下观察到了蛋白质分布情况。

    最后,辛格和尼科尔森提出了“流动镶嵌模型”来模拟细胞膜的结构。
    主要内容:
    成分:主要是磷脂分子和蛋白质分子
    分布:磷脂双分子层(基本支架)
    蛋白质(镶在、嵌入、贯穿)
    糖类:在膜外侧形成糖蛋白或糖脂
    我们会发现,在细胞膜结构的探索过程中,科学家首先是发现了问题,再提出假说去解释,但这个假说最终被接受还是被否定,还是取决于它能否跟以后的现象和实验结果吻合。
    最后请同学们在你们原有模型的基础上补充蛋白质和糖类的分布。
    你觉得我们现在这个模型还有哪点需要改进的地方?
    这个就交给同学们课后完成。



    学生讨论并学习“细胞膜的成分和结构”探索历程。
    学生分析活动:
    第1组:1895年,欧文顿对植物细胞的通透性进行实验,发现:溶于脂质的物质容易穿过细胞膜,不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。推测:细胞膜是由脂质组成的。

    第2组:科学家利用哺乳动物的红细胞,用一定方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析,得知组成细胞膜的脂质中有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。

    磷脂分子头部是亲水的,尾部是疏水的。
    模型:磷脂分子分布为两层,头部朝外,尾部相对

    第4组:用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺成单分子层,恰为红细胞表面积的2倍,推断:细胞膜中的磷脂分子必然为连续的两层。(磷脂双分子层)

    第5组:研究细胞膜的张力发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,推测:细胞膜中可能还附有蛋白质。

    第6组:电镜下显示,细胞膜呈“暗—亮—暗”三层结构,提出细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成,描述成静态的统一结构。

    第7组:用绿色和红色荧光分别标记小鼠细胞和人细胞,再将两个细胞融合,一段时间后,融合细胞上两种颜色的荧光均匀分布。



    细胞膜的流动性不能很好的体现。
    细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。
    可以装个马达加以改进。





    引导学生分析得出细胞膜的成分。


    感知科学探究过程,培养科学思维和科学探究能力。






    结合科学探究过程和相关问题,引导学生理解模型与建模,概括流动镶嵌模型的要点。

    帮助学生认同结构与功能相适应的观念。提出假说的科学方法,培养学生的科学思维和科学探究能力。



    30min
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