3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能（第一課時 ）教案--高一上學(xué)期生物人教版必修1

一、教材分析 第三章 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 第 1 節(jié) 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第 1 課時  （一）教學(xué)目標(biāo) 1.通過分析細(xì)胞膜功能，概述細(xì)胞膜作為系統(tǒng)邊界的功能，認(rèn)同細(xì)胞膜對于細(xì)胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。 2.通過分析細(xì)胞膜的成分科學(xué)探究歷程，概述細(xì)胞膜的組成成分，感知科學(xué)探究過程，發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。 （二）教學(xué)重難點 1.教學(xué)重點： （1）細(xì)胞膜的成分和功能。 （2）細(xì)胞膜對于細(xì)胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。 2.教學(xué)難點： 認(rèn)同細(xì)胞膜對于細(xì)胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。 二、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié)教 學(xué) 活 動設(shè)計意圖 導(dǎo)入利用書本上“問題探討”中的臺盼藍染液鑒別動物細(xì)胞是否死亡，創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，導(dǎo)入新課。說明 以真實直觀的實驗創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 一、細(xì)胞膜的功能4.2.1 將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開 問題 展示原始海洋圖，介紹原始海洋景象。由無生命的化學(xué)使向有生命的化學(xué)進化，成為能夠從環(huán)境中吸收物質(zhì)能量的原始單細(xì)胞生物，最關(guān)鍵的是什么？（生：出現(xiàn)細(xì)胞膜。）由此，可判斷細(xì)胞膜具有什么功能？（生：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。）說明 從生命起源的角度認(rèn)識到原始細(xì)胞的形成離不開細(xì)胞膜的出現(xiàn)，并且?guī)椭鷮W(xué)生構(gòu)建生命起源與細(xì)胞膜形成之間的聯(lián)系，認(rèn)同細(xì)胞膜對于細(xì)胞這細(xì)胞膜的意義何在？ 舉例類比：將細(xì)胞膜類比國界，將邊疆戰(zhàn)士寸土必爭，維護國界主權(quán)，人民才能安居樂業(yè)，學(xué)生安心學(xué)習(xí)。聯(lián)想細(xì)胞膜分隔細(xì)胞與外界環(huán)境的意義。（生：維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。） 小結(jié) 細(xì)胞功能之一是將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。個生命系統(tǒng)的重要意義。類比國界的功能，既能幫助學(xué)生歸納體會細(xì)胞膜的功能及其意義，達到理解記憶的目的，又能提升學(xué)生的愛國情懷。4.2.2 控制物質(zhì)進出細(xì)胞 過渡 細(xì)胞膜將細(xì)胞和外界環(huán)境分隔開，是單純的隔離作用嗎？展示細(xì)胞膜控制物質(zhì)進出細(xì)胞圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜控制物質(zhì)進出細(xì)胞的功能。 細(xì)胞膜像海關(guān)或邊防檢查站，對進出細(xì)胞的物質(zhì)進行嚴(yán)格的“檢查”。 哪些物質(zhì)能進與哪些物質(zhì)不能進？ 細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)（水、無機鹽、氨基酸、葡萄糖）可以從外界進入細(xì)胞；細(xì)胞不需要，或者對細(xì)胞有害的物質(zhì)不容易進人細(xì)胞。 哪些物質(zhì)能出與哪些物質(zhì)不能出？ 抗體、激素等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外，細(xì)胞產(chǎn)生的廢物（二氧化碳、尿素、多余的水、無機鹽）也要排到細(xì)胞外；但是細(xì)胞內(nèi)的核酸等重要成分卻不會流失到細(xì)胞外。 當(dāng)然，細(xì)胞膜的控制作用是相對的，環(huán)境中一些對細(xì)胞有害的物質(zhì)有可能進入；有些病毒、病菌也能侵人細(xì)胞，使生物體患病。 小結(jié) 細(xì)胞膜能控制物質(zhì)進出細(xì)胞，這種控制具有選擇透過性。說明 細(xì)胞膜類比海關(guān) 或邊防檢查站，將細(xì)胞膜控制物質(zhì)進出細(xì)胞類比邊防站進行嚴(yán)格的“檢查”。同時，通過實例，引導(dǎo)學(xué)生理解膜的控制作用具有選擇透過性。4.2.3 進行細(xì)胞間的信息交流 在多細(xì)胞生物體內(nèi)，各個細(xì)胞都不是孤立存在的說明 通過實例，提升推 ， 理分析能力，引導(dǎo)學(xué)生概它們之間必須保持功能的協(xié)調(diào)，才能使生物體健康地生存。這種協(xié)調(diào)性的實現(xiàn)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也有賴于信息的交流。細(xì)胞間信息交流的方式多種多樣。 A.通過信息分子間接交流 細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)（如激素），隨血液到達全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。 B.細(xì)胞間直接交流 相鄰兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞。例如，精子和卵細(xì)胞之間的識別和結(jié)合。 C.經(jīng)特殊通道交流 相鄰兩個細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細(xì)胞。例如， 高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。 小結(jié) 多細(xì)胞生物體是一個繁忙而有序的細(xì)胞社會。如果沒有信息交流，生物體不可能作為一個整體完成生命活動。細(xì)胞間的信息交流這種功能與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。括細(xì)胞膜作為系統(tǒng)邊界所具有的主要功能。加深對細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的理解。 二、細(xì)胞膜成分的探索過渡 細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的。但細(xì)胞膜非常薄，即使在高倍顯微鏡下依然難以看清它的真面目。人們對細(xì)胞膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了很長的歷程。 科學(xué)家為了研究質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了許多巧妙的實驗。這些實驗對于探索質(zhì)膜的成分和構(gòu)建質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型具有重要意義。 組織學(xué)生認(rèn)真閱讀教材第 42 頁思考討論“對細(xì)胞膜成分的探索”四則資料。說明 結(jié)合科學(xué)史料和相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生分析得出細(xì)胞膜的成分。幫助學(xué)生感知科學(xué)探究過程，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。據(jù)資料設(shè)置問題，以細(xì)胞膜的成分發(fā)現(xiàn)史為主線，在教學(xué)中采用互動式教學(xué)模式，通過嚴(yán)[資料 1] 1895 年，歐文頓（E.Overton)利用 500 多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進行了上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易透過細(xì)胞膜。據(jù)此推測：細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。 問題 歐文頓如何得出“細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的”這一推論？ （提示：根據(jù)“相似相溶”原理，膜可能是由脂質(zhì)構(gòu)成的） [資料 2] 為了進一步確定細(xì)胞膜中脂質(zhì)成分的類型科學(xué)家利用卵細(xì)胞、紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等作為研究材料，并利用哺乳動物的紅細(xì)胞，通過一定的方法制備出純凈的細(xì)胞膜，進行化學(xué)分析，得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。 科學(xué)家這些實驗證明歐文頓的推測是正確的——細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，而且磷脂含量最多。 磷脂分子的一端為親水的頭，兩個脂肪酸一端為疏水的尾巴（如下圖）。多個磷脂分子在水中總是自發(fā)的形成雙分子層。 [資料 3] 1925 年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特（E.Gorter)和格倫德爾（F.Grendel)用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面上將其鋪展成單分子層，測得單分子層的面積約為紅細(xì)胞表面積的 2 倍。由此他們推斷：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層 （如下圖）。密的邏輯推理，層層深入，幫助學(xué)生探究問題，引導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)思考，自主分析，嘗試歸納。 ，  過渡 科學(xué)家初步弄清楚了細(xì)胞膜的磷脂分子的排列形式之后，科學(xué)家在研究膜成分的道路上繼續(xù)前進。 [資料 4]1935 年，英國學(xué)者丹尼利（J.F.Danielli）和戴維森(H.Davson)研究了細(xì)胞膜的張力。他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油一水界面的表面張力。由于人們已發(fā)現(xiàn)了油脂滴表面如果吸附有蛋白質(zhì)成分則表面張力會降低，因此丹尼利和戴維森推測細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。 小結(jié) 對細(xì)胞膜化學(xué)組成的研究表明，細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還有少量的糖類。其中脂質(zhì)約占細(xì)胞膜總量的 50%，蛋白質(zhì)約占 40%，糖類占 2%~10%。在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富。蛋 白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時起重要作用，因此，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。 總結(jié)總結(jié)、歸納 三、課堂練習(xí) 1.下列關(guān)于細(xì)胞膜功能的敘述，不正確的是( ) A.功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多 B.細(xì)胞間的信息交流使生物體作為一個整體完成生命活動 C.相鄰兩個細(xì)胞的信息交流全靠細(xì)胞膜的直接接觸 D.細(xì)胞膜能控制物質(zhì)進出細(xì)胞，這種功能是相對的 1.答案 C 解析 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，細(xì)胞膜的功能復(fù)雜程度與細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)，功能越復(fù)雜的細(xì)胞，細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，A 正確；細(xì)胞間的信息交流保證了生物體作為一個整體完成生命活動，B 正確；相鄰細(xì)胞間直接接觸只是細(xì)胞間進行信息交流的一種形式，相鄰細(xì)胞之間還可以通過胞間連絲聯(lián)系等，C 錯誤；細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，能控制物質(zhì)進出細(xì)胞，但具有相對性，D 正確。 2．細(xì)胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細(xì)胞分泌的雌性激素作用于乳腺細(xì)胞的過程中，以及精子進入卵細(xì)胞的過程中，細(xì)胞間信息交流的實現(xiàn)分別依賴于( ) A．血液運輸，突觸傳遞 B．淋巴運輸，突觸傳遞 C．淋巴運輸，胞間連絲傳遞 D．血液運輸，細(xì)胞間直接接觸 2.答案 D 解析 細(xì)胞間信息交流的方式主要有三種，分別為通過體液運輸、細(xì)胞間的直接接觸及相鄰細(xì)胞之間通過形成的通道交流信息。內(nèi)分泌腺細(xì)胞分泌激素作用于靶細(xì)胞，如哺乳動物卵巢細(xì)胞分泌的雌性激素，信號由分泌細(xì)胞通過血液循環(huán)運輸傳遞到靶細(xì)胞，進行細(xì)胞間的信息交流；精子與卵細(xì)胞結(jié)合時，兩者細(xì)胞膜表面直接相互接觸，信息從一個細(xì)胞傳遞給另一個細(xì)胞，進行細(xì)胞間信息交流。 3.在下列幾組化學(xué)元素中，構(gòu)成細(xì)胞膜所必需的元素是( ) A.C、H、O B.C、H、O、P C.C、H、O、N D.C、H、O、N、P 3.答案 D 解析 細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，組成蛋白質(zhì)的元素有 C、H、O、N 等，而在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富，磷脂中含有 P 元素。 4.下列關(guān)于植物細(xì)胞壁的說法，不正確的是( ) A.植物細(xì)胞都有細(xì)胞壁 B.細(xì)胞壁的化學(xué)組成中含有多糖 C.細(xì)胞壁對植物細(xì)胞具有支持和保護作用 D.細(xì)胞壁具有控制物質(zhì)進出細(xì)胞的作用 4.答案 D 解析 正常的植物細(xì)胞都具有細(xì)胞壁，A 正確；植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，其中纖維素是多糖，B 正確；細(xì)胞壁對植物細(xì)胞具有支持和保護的作用，C 正確；細(xì)胞壁是全透性的，不能控制物質(zhì)進出細(xì)胞，D 錯誤。