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1、第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、教材分析本节内容选自新人教版高中生物必修一第三章第一节细胞膜的结构与功能，主要包含了细胞膜的获取、成分和功能，对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用，又对物质的输入输出做出了铺垫，具有承上启下的作用，内在联系是“功能-结构-功能”，而且有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。所以将细胞膜的成分、功能与生物膜的流动镶嵌模型相结合更有利于学生从整体上系统掌握细胞膜的功能及与功能相适应的结构。二、学情分析学生在知识储备上对细胞与细胞之间的关系已经有了感性认识，了解了细胞的结构，并且对组成细胞的化合物有了一定的掌握。教师在讲解内容时可借助多媒体技术，
2、帮助学生识记和理解。三、教学目标1 .简述细胞膜的结构和功能。2 .说出流动镶嵌模型的基本内容。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。四、教学重难点1 .教学重点(1)细胞膜的功能(2)流动镶嵌模型的主要内容2 .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五、教学方法讲授法、直观教学法、自主学习法六、教学过程（一）明确学习目标师：课件展示本节重点：1 .结合实例理解细胞膜的结构和功能的适应性（生命观念）2 .借助模型识记细胞膜的结构特点（科学思维）一细胞膜有哪些主要功能？一流动镶嵌模
3、型的基本内容是什么？一通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你对科学的过程和方法有哪些领悟？（二）课堂导入：问题探讨师：展示课本P40的问题探讨有关台盼蓝实验能使死细胞染色的资料，展示相关图片。引导学生思考相关问题，并讲解。讨论1：L为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？提示：染料台盼蓝是细胞不需要的物质，活细胞的细胞膜可以阻止台盼蓝进入细胞，死细胞的细胞膜不能，台盼蓝能通过细胞膜进人细胞，死细胞能被染成蓝色。生：思考回答。（活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的能力）讨论2：据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？提示：细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。（三）新课讲授
4、知识点一：细胞膜的功能师：一个国家有陆地、海域、领空的边界，其他国家的人员不能随便出入;使人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜，是人体的边界。那么细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中起哪些作用呢？1 .将细胞与外界环境分隔开一细胞膜最重要的功能师：类比国防边界战士守卫疆土，其他国家的人员不能随便进入，如果没有国防战士，国家就会成一盘散沙，同理，如果细胞没有细胞膜这个界限，细胞内的物质就散落了。师：讲解细胞膜的出现在原始海洋中的意义。2 .控制物质进出细胞师：展示细胞结构图解，引导学生结合第二章所学内容，分小组讨论不同物质进出细胞的情况。生：根据教师展示图片，结合第二章所学内容，分小组讨论不同物
5、质进出细胞的情况。师：讲解膜控制物质进出细胞具有普遍性和相对性，营养物质、代谢废物、分泌物进出细胞表明细胞膜的控制作用具有普遍性；有害物质不是不能进入细胞膜，是不易进入细胞膜，表明细胞膜的控制作用是有一定限度的，具有普遍性和相对性。进一步得出细胞膜的功能特性-选择透过性。师：提出问题：多细胞生物是相互孤立的吗？如果不是，那他们是靠什么相互联系的？引出细胞膜的第三个功能一进行细胞间的信息交流3 .进行细胞间的信息交流师：通过图片展示、举例类比的方式分别讲解细胞膜间的三种信息交流方式。生：跟随老师引导，对比分析三种细胞间信息交流的方式。（1）依靠细胞分泌的化学物质进行交流（如激素）一一间接交流（2
6、）两细胞膜通过直接接触进行交流（精卵结合）一一直接交流（3）两相邻细胞之间形成通道进行交流（高等植物细胞间形成胞间连丝）一-特殊通道交流师：讲解对细胞间信息交流的两个认知误区：（1）三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。（2）并非细胞间的信息交流都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如通过细胞通道的信息交流方式；而通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。即学即练：1 .正误判断，正确的打“，错误的打“X”。（1）细胞膜难以杜绝所有对细胞有害物质的进入，说明其控制物质进出的能力是有限的（）（2）植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用（）（3）细
7、胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体的识别（）(4)没有信息交流，生物体不可能作为一个完整个体完成生命活动()答案：(DJ(2)(3)X(4)2 .下列关于细胞膜控制物质进出细胞的功能的表述中，不正确的是()A.细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞B.细胞合成的物质如抗体、激素等可以分泌到细胞外C.细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外D.环境中对细胞有害的物质不能进入细胞解析:细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能,A正确；抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，B正确；一般情况下，细胞中的重要成分不会流失到细胞外，C正确；细胞膜对物质进出细胞的控制作
8、用是相对的，某些细菌和病毒在一定条件下也可以进入细胞，D错误。答案：D知识点二：对细胞膜成分的探索师：结构决定功能，细胞膜上有哪些成分，形成了什么样的结构才会有这些功能呢？我们来看看科学家们是如何来探索的。生：自行阅读教材,总结得出对细胞膜成分的探索都有哪些科学家,分别做出了哪些贡献。师：带领学生对细胞膜成分的探索的过程进行补充说明：1、欧文顿通透性实验：(1)原理：相似相溶原理(2)结论：膜是由脂质组成的(只是一个假说，需进一步证明)2、化学分析：师：展示动植物不同细胞的图片，指导学生思考：制备纯净的细胞膜时，选材为什么要选用哺乳动物的成熟的红细胞？生：谈论分析原因：动物细胞没有细胞壁；哺乳
9、动物成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器。3、从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。提出假说：细胞膜中的磷脂必然排列为连续的两层。4、认识磷脂分子：亲水的头部和疏水的尾部师：引导学生思考，连续的两层磷脂分子为什是头朝外，尾部朝内排布，而不是其它情况?如全部头朝一个方向，或者头对头，两条尾部向外呢？生：细胞外是液体环境，面对外界的一层磷脂分子亲水头部向外，疏水尾部向内；细胞内同样是以水为主液体环境，面对内部的一层磷脂分子亲水头部向内，疏水尾部向外；进而形成了两层磷脂分子尾部相对，头部在外的磷脂双分子层。5、尼利和和戴维森的张力测试实验提出假说：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有
10、蛋白质。师/生：总结细胞膜的成分组成以及与细胞功能的关系：细胞膜的成分包括：脂质：50%（磷脂最多）；蛋白质：约40%（与细胞膜功能有关）；糖类:2%-10%o细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。师：展示问题，引导学生思考问题，培养科学思维：1 .最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？提示：从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。2 .欧文顿的分析假说是如何提出的呢？提示：根据他的实验结果：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。3 .在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？提示：有必要，通过
11、鉴定能更准确地说明问题。4 .那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？提示：当时的技术不能实现。即学即练：1 .正误判断，正确的打“，错误的打“X”。（1）脂溶性物质优先通过细胞膜，可推测细胞膜的成分中含脂质（）（2）构成细胞膜的脂质主要有磷脂、脂肪和胆固醇（）（3）构成细胞膜的成分中，含量最多的是磷脂（）（4）用哺乳动物成熟的红细胞可提取到较纯净的细胞膜（）（5）细胞膜中磷脂含量的多少决定了细胞膜的功能（）(6)细胞膜中各种物质的含量是不变的()答案：(2)(3)(4)(5)(6)2.(多选)下列关于细胞膜结构和功能的叙述，正确的是()A.丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，推测
12、细胞膜中除了脂质外，可能还附有蛋白质B.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多C.细胞膜的功能之一是作为细胞的边界，维持细胞内部环境的稳定D.科研上常用染色法鉴别动物细胞的死活，用台盼蓝染液染色，活细胞不会被染成蓝色解析：1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显比油一水界面的表面张力低，推测细胞膜中可能还含有蛋白质，A正确；细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，其中蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂，B正确；细胞膜是细胞的边界，可以控制物质的进出，维持细胞内部环境的稳定，C正确；活细胞的细胞膜具有选择透过性，用台盼蓝染液染色，活细胞不会被染成蓝色，而死细胞的细胞膜丧失选择
13、透过性，会被染成蓝色，D正确。答案：ABCD知识点三：对细胞膜结构的探索1、罗伯特森的三明治结构(1)实验：电镜观察细胞膜层“暗一亮一暗”结构(2)模型假说:所有的细胞膜都由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成。把细胞膜描述为静态的统一结构。2、科学家的质疑：细胞膜是静态的观点难以解释很多生物现象，如变形虫的变形运动、细胞分裂、白细胞吞噬细菌等。3、人鼠细胞融合实验将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光均匀分布。4、桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。知识点四：流动镶嵌模型的基本内容师：利用课件展示流动镶嵌模型的相关
14、图片，讲解流动镶嵌模型的相关内容。生：阅读教材，结合图片认识细胞膜的流动镶嵌模型。师：提出以下问题加深学生理解：细胞膜的主要组成成分是什么？提示：磷脂分子和蛋白质分子细胞膜的基本支架是什么？膜蛋白在膜上是如何排布的？提示：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，膜蛋白有的镶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，有的贯穿整个磷脂双分子层。师：讲解、总结细胞膜的结构特点，结构基础、意义以及举例，并提出注意事项。（1）结构特点：细胞膜具有一定的流动性结构基础：构成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。生理意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
15、实例：人鼠细胞膜的融合、变形虫的运动、受精卵的融合、吞噬细胞的吞噬细菌等。影响因素:细胞膜的流动性主要受温度影响，在适宜的温度范围内，随着外界温度升高，细胞膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致细胞膜被破坏。（2）功能特点：选择透过性（3）细胞膜成分的补充说明：糖类分子分布在细胞膜的哪侧？糖类分子被称为什么？提示：糖类分子分布在细胞膜的外表面，这些糖类分子被称糖被。2 .什么是糖蛋白？糖脂？提示：细胞膜外表面的糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂。3 .糖被的作用？提示：与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。即学即练：1.正误判断，正确的打“，错误的打“X”。（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，亲水的“头部”排列在内侧（）（2）细胞膜上的蛋白质覆盖在膜的两侧（）（3）细胞膜上的多糖只能与蛋白质结合形成糖蛋白（）（4）糖蛋白具有识别作用，分布在细胞膜的内外两侧（）（5）细胞膜的流动需要消耗能量（）答案：(4)X胞膜的外侧2 .如图表示细胞膜的
