细胞膜的结构和功能【教学设计】
新人教版高中生物必修一第三章
第1节  《细胞膜的结构和功能》教学设计
教学题目
3.1 细胞膜的结构和功能
课    时
1
学情分析
本节课是高中生物新课改生物学必修1分子与细胞第三章第一节的教学内容,本节课的教学内容是在学习了生物的物质基础和细胞的种类的基础上进行的，所以学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识，又能为学生学习动物和植物的代谢作好铺垫，它在教材中起着承上启下的桥梁作用。本节体现了结构决定功能的生物学观点，因此本节课在教学中起着至关重要的作用。本节包括三大部分内容：细胞膜的功能、科学家对细胞膜结构的探究历程和细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。本节着重用生活事例，将课本知识与生活实际联系起来，建立科学与生活之间的关系。
教材（内容）解析
基于必修1前两章的学习和初中相关的知识基础，学生已知道细胞的基本结构、组成细胞的成分和各成分的功能、细胞成分鉴定的一般方法，为本节知识的学习奠定了基础。学生虽然具备了一定的观察和分析能力，思维的连续性和逻辑性也已初步建立，但还不是很严密，对探索事物的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考，故此节课积极引导学生观察分析实验现象，大胆提出实验假设，让学生宛如亲历科学家探索科学历程，切身感受科学魅力。
设计思想
  通过对本教材和初中已经掌握的知识点以及视频的引导，剥去课堂的浮华，关注教学设计与实施的有效性，即关注目标和实施过程的匹配性及合理性，最终达到教学设计的效果。
教
学
目
标
1、生命观念——认同细胞膜是系统的边界这一事实。
2、科学思维——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。
3、科学探究：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。
4、社会责任——认同细胞膜在细胞生命活动中的作用。
教学
重点
1、细胞膜的功能。
2、流动镶嵌模型的主要内容。
教学
难点
1、细胞膜的结构与其组成成分的内在联系。
2、对细胞膜结构的探索过程。
资源与工具
学生以及现代教学媒体播放PTT课件及视频
方法与策略
通过举一些生活中的例子、现象来吸引学生，使学生对本节内容产生兴趣，再通过对知识的归纳、浓缩之后，把这节课的知识点清晰地展示出了，从而达到教学目的。
教学
思路
本节课主要同时通过细胞膜成分及结构的探索历程，使学生领悟“提出假说”这一科学研究方法，使学生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。教学中要注意逐步引导学生思考，得出细胞膜的结构组成，并认识到结构与功能相适应的生命观，同时不断激发学生学习兴趣，帮助学生突破难点。
教学内容及教学预设过程
学习任务
教师活动
学生活动
设计意图
认识细胞的边界—细胞膜
国家有边界，人体有边界—皮肤、黏膜。系统的边界对系统的稳定至关重要。细胞是一个由各种组分相互配合而组成的复杂的系统。细胞是最基本的生命系统。细胞的边界—细胞膜，也叫质膜。
阅读课本，知道什么是细胞的边界，及边界的重要性，知道什么是质膜
认识细胞的边界—细胞膜
细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开
【出示资料】归纳出细胞膜的功能
【提出问题】这对生物有什么意义？
说出该功能对细胞的作用和对生物进化的意义
引导学生逐步认识细胞膜的功能，并用实例加以说明，理解细胞膜各项功能对于细胞完成生命活动的重要意义
2、控制物质进出细胞（选择透过性）
【问题探讨】结合问题探讨，归纳细胞膜的功能
【提出问题】这种功能的具体表现是什么？
1、能用染法判断细胞的活性
2、知道细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，不是绝对的
3、进行细胞间的信息交流
【出示资料】归纳出细胞膜的功能
【提出问题】信息交流的常见方式有哪些？
分析资料，归纳细胞间进行信息交流的方式
细胞膜成分的探索历程
【阅读资料，归纳总结】
(1)1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验
①现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜。
②推论：细胞膜是由脂质组成的。
(2)科学家利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
(3)1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔，用丙酮从人的红细胞中提取脂质，将其在空气—水界面上铺展成单分子层。
①现象：测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
②结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
(4)1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。
①现象：发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。
②结论：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。
阅读资料，归纳整理
说出细胞膜的成分。
细胞膜的成分
脂质（约50%）：主要是磷脂
蛋白质(约40%)：与细胞膜功能密切相关
糖类（2%~10%）
成分与功能的关系：蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。
体验科学探究历程，知道细胞膜的组成成分
细胞膜结构的探索历程
【阅读资料，归纳总结】1、1959年，罗伯特森在电子显微镜下观察细胞膜。发现胞膜呈现清晰的暗—亮—暗的三层结构。
2、对细胞膜是静态的观点提出质疑
3、1970年人鼠细胞融合实验
4、1935，英丹尼利和戴维森，研究细胞膜的张力。当时人们已经发现油脂滴表面如果附有蛋白质成分则表面张力会降低。
5、1972年，辛格和尼科尔森提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。
阅读资料，归纳整理
说出细胞膜的基本结构
体验科学探究历程，知道细胞膜的基本结构——流动镶嵌模型
生物膜结构特点和功能特性
【归纳总结】
（1）结构特点：流动性，温度可影响膜的流动性。
（2）功能特性：选择透过性，受细胞膜上载体蛋白种类和数量的影响。
（3）二者联系
【讨论】二者的联系
生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。动性和选择透过性。
理解细胞膜结构和功能相适应的原理
教  学  反  思
结合科学史探究细胞膜的结构和功能，逐步引导学生思考，得出细胞膜的结构组成，并认识到结构与功能相适应的生命观，使学生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。
学习评价
本节将一些学习活动设计具体、充分注意学生学习习惯的培养，因材施教，调动学生自主学习的积极性，从具体到抽象对教材进行处理，使学生更快的掌握本节知识点以及提升学生探究学习的能力。
作业设计
预习案
3.1 细胞膜的结构和功能
  班级:_______ 姓名：________  日期：________
【学习目标】
1、说出细胞膜作为系统的边界所具有的功能。
2、概述流动镶嵌模型的主要内容。
3、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。
【自主学习】
问题1：细胞膜具有哪些功能？
问题2：细胞膜将细胞与外界环境分隔开，使细胞成为一个相对独立的系统，对进化有什么意义？对细胞有什么作用？
问题3：鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染时，死的动物细胞会被染成蓝，而活的动物细胞不着。为什么活细胞不能被染，而死细胞能被染？这说明细胞膜具有什么功能？
    问题4：活细胞的细胞膜对物质进入细胞具有控制作用，这种控制是绝对的吗？举例说明。
    问题5：归纳细胞间信息交流的方式。
问题6：画出磷脂分子的结构简图，画出其在水-空气界面的分布状态。
问题7：从洋葱表皮细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成的单分子层面积都恰好为细胞表面积的2倍吗？哪些细胞具有这样的特点？为什么？
问题8：细胞膜包含哪些成分？膜蛋白与细胞膜的功能有什么关系？
问题9：流动镶嵌模型的主要内容是什么？
问题10: 什么是糖被？分布于哪里，有什么功能？
问题11：简述细胞膜的结构特性和功能特性及影响因素。
练习案
及的结构【思维导图】
   
【巩固练习】
1．细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是细胞膜。细胞膜将细胞与外界环境分隔开的作用不包括(  )
A．保障了细胞内部环境的相对稳定
B．将生命物质与外界环境分隔开
C．使细胞成为相对独立的系统
D．使细胞内物质不能流失到细胞外，细胞外物质不能进入细胞内
2．细胞间信息交流的方式多种多样。下列不是细胞间信息交流方式的是(  )
A．细胞分泌的激素通过血液运输将信息传递给靶细胞   
B．精子和卵细胞通过相互接触实现信息的传递 
C．细胞膜将细胞与外界环境分隔开 
D．高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接 
3．如图是细胞间的3种信息交流方式，请据图回答：
(1)图A表示细胞分泌的化学物质，随①________到达全身各处，与靶细胞表面的②________结合，将信息传递给靶细胞。
(2)图B表示通过相邻两细胞的________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示___________________________。
请举例说明该方式：_______________________________。
(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示________。
(4)由以上分析可知：在多细胞生物体内，各个细胞之间都维持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于______的交流，这种交流大多与______________有关。
4．生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白。在细胞的生命活动中，糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信息传递中具有重要的功能。下列生物膜结构中，糖蛋白含量最多的可能是(  )
A．高尔基体膜  　B．线粒体膜     C．细胞膜    D．内质网膜
5．下图是辛格和尼科尔森在1972年提出的关于生物膜分子结构的流动镶嵌模型，下列叙述不正确的是(  )
A．图中a与细胞识别有关，细胞的识别是信息传递的过程
B．图中c分子具有亲水的磷酸头部和疏水的脂肪酸尾部
C．图中d的分布状态有两种：镶在表面或贯穿于整个磷脂双分子层
D．b构成膜的基本支架，具有对称性
6．某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你设计一个简易实验制备较纯净的细胞膜，并对其成分进行鉴定。
(1)用蒸馏水处理红细胞后，流出细胞外的物质主要应该是________，这种物质的特性是______，因而红细胞具有________的功能。
(2)用________进行多次冲洗，即可获得较纯净的细胞膜。
(3)在制得的膜成分中加入双缩脲试剂，如果产生____________反应，即可证明细胞膜成分中含有________。
(4)研究发现，脂溶性物质容易透过细胞膜，非脂溶性物质透过细胞膜十分困难，这表明组成细胞膜的主要成分中有________。
(5)可以选取鸡的红细胞作为实验材料制备纯净的细胞膜吗？________。为什么？
参 考 答 案
问题1：
【答案】1、将细胞与外界环境分隔开。
2、控制物质进出细胞（选择透过性）
3、进行细胞间的信息交流
问题2：
【答案】(1)对进化的意义：将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。
(2)对细胞的作用：保障了细胞内部环境的相对稳定。
问题3：
【答案】活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不能被染，死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝。
这说明细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
    问题4：
    【答案】细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞；抗体激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外；细胞产生的废物排到细胞外；细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外；环境中的一些有害物质有可能进入，有些病毒、病菌也能侵入细胞。
    问题5：
【答案】（1）通过化学物质(如激素)间接进行信息交流
（2）通过细胞膜直接接触进行信息交流
（3）细胞之间形成通道传递信息
问题6：
问题7：
【答案】不是。哺乳动物成熟的红细胞具有这样的特点。因为哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器，没有其他脂质，在空气—水界面上铺展成的单分子层面积恰好为细胞表面积的2倍。由于取材方便，哺乳动物成熟的红细胞细胞质简单，是获得纯净细胞膜的好材料。
问题8：
【答案】
成分与功能的关系：蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。
问题9：
【答案】细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
（1）磷脂双分子层是膜的基本支架
其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。
（2）蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中：镶在表面，部分或全部嵌入，贯穿。
蛋白质以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。例如：转运蛋白、具有催化作用的酶、具有识别作用的膜蛋白。
（3）细胞膜具有流动性。表现为磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。
细胞膜的流动性对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
问题10:
【答案】①细胞外表面还有糖类分子，他和蛋白质分子结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫糖被。
②一般分布在膜的外表面。
③糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
问题11：
【答案】
（1）结构特点：流动性，温度可影响膜的流动性。
（2）功能特性：选择透过性，受细胞膜上载体蛋白种类和数量的影响。
【参考答案】
【思维导图】
【巩固练习】
1． D　[细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定，A不符合题意；细胞膜将细胞与外界环境分隔开，可以将生命物质与外界环境分隔开，B不符合题意；细胞膜能使细胞成为相对独立的系统，C不符合题意；细胞膜能控制物质进出细胞是相对的，D符合题意。]
2． C　[细胞分泌的化学物质通过血液运输作用于靶细胞属于细胞间信息交流的方式，A不符合题意；精子和卵细胞相互接触完成受精作用属于细胞间信息交流的方式，B不符合题意；细胞膜将细胞与外界环境分隔开属于细胞膜的功能之一，没有体现信息交流，C符合题意；高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，实现细胞间的信息交流，D不符合题意。]

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