1、PAGE14細(xì)胞膜和細(xì)胞壁名師教案一、教材分析細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能是第三章細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的第二節(jié)內(nèi)容，是在第二章細(xì)胞的化學(xué)組成后的第二節(jié)內(nèi)容，起承上啟下作用。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生將細(xì)胞的物質(zhì)組成與細(xì)胞的結(jié)構(gòu)功能有機聯(lián)系起來，對細(xì)胞形成系統(tǒng)的認(rèn)識；同時，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、功能的學(xué)習(xí)和下一章節(jié)中“物質(zhì)的跨膜運輸”內(nèi)容有直接聯(lián)系，因此本節(jié)學(xué)習(xí)又為以后學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)知識與能力目標(biāo)（1）通過小組討論、教師講解，能夠簡述細(xì)胞膜的成分、功能；（2）通過實驗探究、師生互動，能夠構(gòu)建細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型并說出模型的具體內(nèi)容；（3）通過科學(xué)史的搜集整理，培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)科學(xué)實驗史建構(gòu)生物學(xué)知識的能力；（4）

2、通過討論和分析科學(xué)研究史、畫圖和識圖構(gòu)建模型等方式完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。學(xué)科素養(yǎng)（1）基本思想（讓學(xué)生理解生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，建立起生命活動的物質(zhì)性觀點；樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點）（2）基本活動經(jīng)驗（認(rèn)識到實驗技術(shù)手段的進(jìn)步促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展；認(rèn)識到科學(xué)的進(jìn)步是科學(xué)家鍥而不舍、不懈努力的結(jié)果）三、教學(xué)重難點1、教學(xué)重點：（1）細(xì)胞膜的功能；（2）構(gòu)建細(xì)胞膜流動鑲嵌模型。2、教學(xué)難點：（1）理解細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)；（2）根據(jù)科學(xué)家關(guān)于細(xì)胞膜的研究史料，逐步構(gòu)建細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型。四、四、教學(xué)策略1、通過演示實驗和圖片資料讓學(xué)生理解細(xì)胞膜的功能。2、通過對科學(xué)家關(guān)于細(xì)胞膜研究事實的分

3、析，逐步構(gòu)建起細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型。五、教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)用具和實驗材料等：，新鮮的碧冬茄玫紅色花瓣，經(jīng)過染色的煮熟和未煮熟的玉米種子、培養(yǎng)皿、燒杯、熱開水等。課前準(zhǔn)備：每個小組發(fā)兩顆煮熟后染色的玉米種子和兩顆未煮熟但經(jīng)過染色的種子；每個小組分發(fā)兩個裝有新鮮花瓣的燒杯，其中一個燒杯中的花瓣浸泡在清水中。六、教學(xué)過程（一）課堂導(dǎo)入：師：幻燈片展示幾種生物材料（紫鴨跖草氣孔表面、洋蔥表皮、玉米莖橫斷、血涂片）在光學(xué)顯微鏡下的結(jié)構(gòu)圖（圖1）。提問：可以發(fā)現(xiàn)，不同生物體都是由一個個細(xì)胞組成的，細(xì)胞是生命活動的基本單位，那么不同生物體細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，同學(xué)們是如何辨認(rèn)出一個個細(xì)胞的呢生：每個細(xì)胞都有一圈邊界線。

4、師:這個邊界線是細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)呢生：有的說是細(xì)胞膜，有的說是細(xì)胞壁。師：到底是細(xì)胞壁還是細(xì)胞膜呢如果是細(xì)胞壁，我們知道動物細(xì)胞是沒有細(xì)胞壁的呀！生：有細(xì)胞壁的細(xì)胞邊界是細(xì)胞壁，沒有細(xì)胞壁的細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜。師：好！我們換個角度想想，能承擔(dān)細(xì)胞邊界的結(jié)構(gòu)應(yīng)該像校園的圍墻、國家的邊界線一樣，發(fā)揮什么樣的作用？生：保護細(xì)胞，把細(xì)胞與外界環(huán)境隔開。師：那么這種保護、這種隔開是絕對的隔絕還是相對的隔絕亦或是完全沒有限制的生：是相對地，有選擇性。師：但我們知道細(xì)胞壁是全透性的呀！生：細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜。師：板書課題：細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界，我們一起來學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。（二）細(xì)胞膜功能師：板書課題后幻燈片

5、展示細(xì)胞膜的功能之一：保護細(xì)胞，把細(xì)胞與外界環(huán)境隔開。從我們剛剛的討論中，知道作為細(xì)胞邊界的細(xì)胞膜不像細(xì)胞壁是全透性的，通過下面的兩個實驗來體會這一點。每個小組的兩個燒杯中有新鮮的花瓣，其中一個燒杯中的花瓣已經(jīng)浸泡在清水中，同學(xué)們看看這個燒杯中的水有沒有變色，現(xiàn)在我們在另一個燒杯中倒入開水，同學(xué)們注意觀察，倒入開水后花瓣有何變化燒杯中的水有何變化為什么會有這樣的變化生：倒入開水后，花瓣褪色，水變成粉紅色，而浸泡在清水中的花瓣不褪色，水也不變色。倒入開水后花邊褪色是因為高溫使花瓣細(xì)胞死亡，死亡的花瓣細(xì)胞中的色素從細(xì)胞中出來了，而浸泡在清水中的花瓣沒有死亡，色素不能出來，水也就不變色了。師：第二個

6、實驗是這樣的，玉米種子浸泡后，老師把其中一半玉米種子煮熟，然后煮熟和未煮熟的玉米種子都從中軸線切開，用紅墨水染色，一段時間后，用清水洗去種子表面的紅墨水?，F(xiàn)在同學(xué)們仔細(xì)觀察老師課前發(fā)給大家的四個玉米種子，能猜出哪兩個種子是未煮熟就染色的嗎為什么生：玉米種子前半部分為被染成紅色是是未煮過的，整個玉米種子染色均勻的是煮過的種子。煮過的種子中細(xì)胞已經(jīng)死亡，紅墨水可以進(jìn)入細(xì)胞，而未煮過的種子是活細(xì)胞，紅墨水不能進(jìn)入細(xì)胞。師：未煮熟的種子為什么前后染色不均一呢生：玉米前半部分是胚，是活細(xì)胞，而后半部分是胚乳，為種子發(fā)育提供能量，是死細(xì)胞，紅墨水可以進(jìn)入使之著色。師生：綜合分析兩個實驗可以發(fā)現(xiàn)：活細(xì)胞中的

7、色素不能出來，外界的染料也不能進(jìn)入，而死細(xì)胞中的色素可以出來，染料也能進(jìn)去，說明細(xì)胞膜可以控制物質(zhì)進(jìn)出。（幻燈片顯示細(xì)胞膜功能二：控制物質(zhì)進(jìn)出）師：多細(xì)胞生物體內(nèi)細(xì)胞之間如何協(xié)調(diào)配合形成統(tǒng)一整體呢請同學(xué)們看細(xì)胞之間交流的幾種方式（圖2）這幾種細(xì)胞之間交流的事實說明細(xì)胞膜有何功能？生：進(jìn)行細(xì)胞間信息交流。（三）細(xì)胞膜成分師：細(xì)胞膜為什么有這些功能呢功能是由結(jié)構(gòu)決定的，結(jié)構(gòu)又是從分析成分開始的，下面我們就沿著前人科學(xué)家走過的路，重溫細(xì)胞膜的探索歷程，分析細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)。生：一位同學(xué)大聲朗讀科學(xué)家研究的內(nèi)容（圖3），其他同學(xué)一起聽、看，并思考細(xì)胞的成分是什么，并說明理由。讀完后，學(xué)生很快說出細(xì)胞膜

8、成分是由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類組成的。教師進(jìn)一步追問為什么學(xué)生解釋：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)易通過，不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)也不易穿過膜，不是一家人不進(jìn)一家門（教師補充：相似相容原理），細(xì)胞膜中有脂質(zhì)；細(xì)胞膜這成分能被蛋白酶分解，蛋白酶分解蛋白質(zhì)，說明膜中有蛋白質(zhì)；加入斐林試劑加熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明有糖類（還原糖）。師：請同學(xué)們觀察這張表格：不同膜中成分對比表（表1），分析一下細(xì)胞膜中不同成分在比例上呈現(xiàn)出怎樣的特點？表1：不同膜中成分對比表物質(zhì)種類膜的類別蛋白質(zhì)（%）脂質(zhì)（%）主要是磷脂糖類（%）變形蟲細(xì)胞膜54424小鼠肝細(xì)胞膜5935人紅細(xì)胞膜49438神經(jīng)髓鞘細(xì)胞22780癌細(xì)胞膜6733很少生：癌細(xì)

9、胞中蛋白質(zhì)特別多，糖類很少；神經(jīng)髓鞘細(xì)胞中脂質(zhì)特別多，沒有糖類師：介紹神經(jīng)髓鞘細(xì)胞和癌細(xì)胞的一些特點。追問：為什么有的細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)多點糖類很少或沒有呢生：不需要師：對，很好，就是不需要，也就是細(xì)胞膜中各種成分的比例與它承擔(dān)的功能密切相關(guān)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)越多。我們來小結(jié)一下：幻燈片展示細(xì)胞膜成分的相關(guān)知識（圖4）。（四）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)師：細(xì)胞膜中各種成分在膜中是如何排布的呢請同學(xué)們看幻燈片上磷脂分子結(jié)構(gòu)（圖5）。1917年，朗姆瓦將磷脂溶于苯和水中，當(dāng)苯揮發(fā)完后，磷脂分子分布散亂，經(jīng)過推擠，磷脂分子排列成了單層，成功將一層磷脂分子鋪在水面上，展示你的想象

10、力，嘗試畫出磷脂分子在水表面的排布方式（構(gòu)建模型）。生：一位同學(xué)在黑板上畫出空氣水界面上磷脂的排布方式（圖6）師：追問：如果把這層單層磷脂分子按下去，這些磷脂分子將懸浮在水中，既不會浮上來也不會沉到底部，嘗試畫出此時磷脂分子如何排布生：在教師引導(dǎo)下幾個同學(xué)先后畫訂正再畫再訂正，最后教師呈現(xiàn)正確答案，單層磷脂分子在水中形成磷脂球（圖7）。師：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍，這說明了什么生：細(xì)胞膜中磷脂分子是兩層。師：另外，我們同學(xué)應(yīng)知道細(xì)胞生活在液體環(huán)境中，細(xì)胞內(nèi)各種

11、成分以水為溶劑，細(xì)胞內(nèi)外皆為水環(huán)境，那么細(xì)胞膜中兩層磷脂分子如何排布呢生：畫出細(xì)胞膜中雙層磷脂分子的排布方式（圖8）。師：我們知道了細(xì)胞膜中磷脂分子的排布方式，那膜中蛋白質(zhì)、糖類是如何排布的呢同學(xué)們能構(gòu)建出細(xì)胞膜完整的結(jié)構(gòu)模型嗎（五）細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型師：幻燈片展示羅伯特森電子顯微鏡觀察結(jié)果（圖9），因蛋白質(zhì)電子密度高，呈暗帶，磷脂分子電子密度低，呈亮帶。請同學(xué)們嘗試構(gòu)建出羅伯特森的三明治模型，并說明這個模型的不足之處。生：在黑板上畫出羅伯特森的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型（圖10）。模型的不足之處有蛋白質(zhì)均勻分布于兩側(cè)且膜是靜止、不運動的。、師：冰凍蝕刻電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)在膜中分布是不對稱的（圖11），有的

12、蛋白質(zhì)鑲嵌于膜中，有的蛋白質(zhì)整個貫穿膜中，有的蛋白質(zhì)覆蓋于膜表面，請同學(xué)們對羅伯特森的模型進(jìn)行修正。生：一個學(xué)生到講臺上對之前的模型進(jìn)行修正。如圖12師：我們之前討論過羅伯特森的膜結(jié)構(gòu)模型是靜止的，事實上，細(xì)胞進(jìn)行生命活動時，細(xì)胞膜是運動的，一起來看變形蟲吞噬細(xì)菌和小顆粒的視頻。另外，在1970年，兩位科學(xué)家用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用滅火的仙臺病毒促使兩種細(xì)胞融合。剛剛?cè)诤系募?xì)胞一個半球帶有紅色熒光，另一個半球帶有綠色熒光。如果把該細(xì)胞放在37條件下培養(yǎng)40min，加上不同的濾光片觀察顯示紅、綠熒光在細(xì)胞表面混合均勻。本實驗證明了構(gòu)成細(xì)胞膜的磷質(zhì)和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)不是靜止的，而是可以運動的，即細(xì)胞膜具有一定的流動性。這樣，1972美國加州大學(xué)的桑格和尼克森提出“流動鑲嵌模型”。我們一起來小結(jié)一下“流動鑲嵌模型”的具體內(nèi)容（圖13）。師：我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的功能和細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)，請同學(xué)們思考一下，膜中各組分與膜功能的關(guān)系。生：磷脂雙分子層是膜的基本支架，它使得許多分子和離子不能隨意進(jìn)入細(xì)胞，而膜蛋白與細(xì)胞膜的運