細胞膜控制細胞與周邊環(huán)境的聯(lián)系【第一學時】【教材分析】本節(jié)內容涉及細胞膜的選擇透性、細胞膜的流動性、細胞膜的構造，流動鑲嵌模型和細胞壁三部分。這是在學習了第一章《細胞的分子構成》的基礎上，通過功效與構造有關，建構質膜的流動鑲嵌模型，認識細胞壁的構成和功效，也是背面學習《物質出入細胞的方式》、《神經調節(jié)》、《特異性免疫反映》和《植物細胞工程》等內容的基礎。由此可見，本節(jié)內容起著承上啟下的作用，體現(xiàn)了構造與功效相適應的生物學觀點。內容展示科學家對細胞膜構造的探索歷程。這是一種較好的科學史教育素材，通過引導學生一步一步地分析科學家的實驗和結論，宛如親歷科學家探索的歷程，使學生切身感受科學的魅力，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學生加深對科學過程和辦法的理解，明白科學發(fā)現(xiàn)的過程是一種長久的過程，涉及到許多科學家的辛勤工作；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說不是一成不變的，需要不停修正、發(fā)展和完善；科學發(fā)展與技術有很大的關系，技術的進步能夠更加好地增進科學的發(fā)展。②細胞膜的流動鑲嵌模型的基本內容。在眾多對細胞膜構造的假說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是現(xiàn)在人們普遍接受認同的，能較好地解釋人們對細胞膜功效的認識，學生必須展開想象力，在頭腦中構建細胞膜的空間構造，理解和掌握流動鑲嵌模型的基本要點，這對于更加好的理解下一節(jié)物質跨膜運輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系?！窘虒W目的與核心素養(yǎng)】知識目的：1．概述細胞膜的“流動鑲嵌模型”的基本內容，體會建立模型是解決問題的科學辦法之一。2．舉例說出細胞膜的選擇透性。3．說出膜構成成分的生理作用。4．說出植物細胞壁的構成和生理作用。核心素養(yǎng)：運用對照辦法于課堂實驗，提高學生的實驗能力。分析磷脂分子在不同條件下的排列方式，提高運用和解決信息能力。探討質膜構造模型，認同生物體構造與功效相統(tǒng)一的生物學觀點，樹立辯證唯物主義觀點【教學重難點】1．教學重點：質膜的構造和功效。2．教學難點：質膜的流動鑲嵌模型。探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)構造與功效相適應的觀點?！菊n前準備】1．實驗材料和用品2．多媒體課件【教學過程】教師活動學生活動教學意圖第一部分：活動：通過模擬實驗探究膜的透過性導入新課激發(fā)學習動機展示圖片你理解細胞膜嗎？細胞膜作用有哪些？細胞膜是細胞對外界環(huán)境的屏障，控制著物質的進出，確保了胞內環(huán)境的相對穩(wěn)定，使細胞內的生命活動有序進行。學生思考回想之前所認識的細胞。運用圖片展示細胞圖像和細胞膜圖像，讓學生帶著問題去學習今天的知識，提高他們的學習愛好。明確學習內容。講授新課（播放第二張PPT）提問：細胞膜的構造是如何與控制物質進出的功效相適應的呢？投影展示：半透膜：某些膜含有一定大小的孔徑，水等小分子和離子能夠自由通過，而蛋白質、淀粉等大分子則無法通過，這種膜稱為半透膜。透析膜就是一種半透膜。提問：如果我們將淀粉溶液和葡萄糖溶液分別裝入透析袋里（圖2-9），那么，透析膜對兩者的通透狀況與否相似？細胞膜與否含有類似特性？討論：1．A組加入碘-碘化鉀溶液后，燒杯內蒸餾水呈現(xiàn)什么顏色？靜置12h后顏色又如何？因素是什么？透析袋內淀粉溶液顏色有何變化？2．A組實驗闡明了什么？3．本尼迪特試劑檢測的現(xiàn)象是什么？B組實驗闡明了什么？小結：細胞膜是系統(tǒng)的邊界，將細胞內與外界環(huán)境分隔開，是外界物質進入細胞的屏障。因此，能夠推測細胞膜對物質的進出含有選擇透過性。實驗操作：學生按教材實驗環(huán)節(jié)進行實驗，并觀察現(xiàn)象。學生交流討論，教師協(xié)助歸納：1．燒杯內蒸餾水沒有顏色變化；靜置12h后，還是沒有顏色變化，闡明燒杯中沒有淀粉，也就是淀粉不能從透析袋中進入燒杯中；透析袋內淀粉溶液顏色變藍色。2．A組實驗中碘能夠通過透析袋，而淀粉分子無法通過。闡明了半透膜對分子進出含有半透性。3．出現(xiàn)磚紅色沉淀，闡明了葡萄糖分子能夠穿過半透膜。闡明了半透膜對分子進出含有半透性。通過細胞學說的建立過程介紹，讓學生領悟科學發(fā)現(xiàn)含有下列特點：科學發(fā)現(xiàn)是諸多科學家的共同參加，共同努力的成果；科學發(fā)現(xiàn)的過程離不開技術的支持；科學發(fā)現(xiàn)需要理性思維和實驗的結合；科學學說的建立過程是一種不停開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程。第二部分：細胞膜含有選擇透過性講授新課選擇透過性：細胞膜能夠控制物質進出，選擇性地吸取營養(yǎng)物質和排出代謝產物，保持細胞內生化反映有序進行。這一特性稱為細胞膜的選擇透過性（selectivepermeability）。小腸絨毛上皮細胞能夠吸取葡萄糖，卻很難吸取相對分子質量比葡萄糖小的木糖；例2、人的紅細胞中的K+的濃度比血漿高，而Na+的濃度比血漿低通過實驗承認細胞膜含有選擇透過性通過半透膜實驗讓學生體會膜的選擇透過性，培養(yǎng)能夠模擬實驗來解決微觀難以觀察到的生命現(xiàn)象。培養(yǎng)學生的實驗思維。第三部分：細胞膜重要有磷脂和蛋白質構成磷脂脂肪酸分子含有親脂性；磷酸分子含有親水性。磷脂分子是一端親脂而另一端親水的兩性分子。膜蛋白膜蛋白也和磷脂分子同樣，有水溶性部分和脂溶性部分。細胞的功效越多，其膜蛋白的種類和數(shù)量就越多。細胞膜的功效重要通過膜蛋白來實現(xiàn)。膽固醇膽固醇存在于動物細胞膜中，位于磷脂雙分子層的疏水環(huán)境中，含有一種很小的親水基團，與磷脂頭部鏈接。對細胞膜中磷脂分子的活動含有雙重調節(jié)作用。首先，膽固醇通過與磷題固醇脂脂肪鏈的互相作用，含有限制其運動、增加其有序性的作用；另首先，也能將磷脂分子分隔開以增強其運動性。這種雙重的調節(jié)作用取決于環(huán)境和膽固醇的數(shù)量。例如，環(huán)境溫度較低時膽固醇有助于保持細胞膜的柔韌性；細胞膜外側磷脂分子中膽固醇的含量往往高于內側，因此內側的磷脂活動性較弱生物膜細胞內全部的膜稱為生物膜。即使細胞內不同部位的膜功效有所不同，但它們都含有相似的物質構成和空間構造認真閱讀教材，熟記細胞膜的構成成分及特點理解細胞膜的成分小結【教學反思】結合內容，通過模擬實驗探究膜的透過性，體驗生物膜的選擇透過性。實驗的成功核心在于實驗前的一切準備：涉及學生承認這個模擬實驗材料，以及一切實驗用品的準備?；顒迎h(huán)節(jié)做了有充足的準備，也要讓學生有充足的準備；既要發(fā)揮“學生的主體作用”，又不能無視“教師的主導作用”；既要考慮學生的實際，又要達成課標的規(guī)定；既要尊重教材，又要發(fā)明性地使用教材。只有這樣，才干真正體現(xiàn)新課標理念！形成性評價1．以半透膜為實驗材料進行“通過模擬實驗探究膜的透過性”活動。下列敘述錯誤的是（）A．實驗用半透膜模擬的是生物膜B．實驗中燒杯中的溶液變藍色C．B組燒杯中的溶液出現(xiàn)磚紅色沉淀，闡明葡萄糖分子能夠通過半透膜D．實驗成果推測生物膜作為細胞的邊界，對物質的進出含有選擇透過性2．在哺乳動物的受精過程中，精子能夠與卵細胞互相識別，精子將其頭部鉆入卵細胞中，與卵細胞發(fā)生結合，當一種精子進入后，細胞發(fā)生變化，不再讓其它精子進入。這一現(xiàn)象體現(xiàn)出細胞膜能夠（）A．保障細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定B．控制物質進出細胞C．確保卵細胞攝入所需要的精子D．進行細胞間的信息交流3．變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完畢都依賴于細胞膜的（）A．保護作用B．一定的流動性C．全透性D．選擇透過性板書設計細胞膜控制細胞與周邊環(huán)境的聯(lián)系第一學時通過模擬實驗探究膜的透過性1．實驗成果A：透析袋中變藍色，燒杯中不變B：燒杯中出現(xiàn)磚紅色沉淀2．結論：透析膜對分子的進出含有半透性，推測細胞膜對物質的進出含有選擇透過性二、細胞膜含有選擇透過性【第二學時】【教材分析】本節(jié)內容涉及細胞膜的選擇透性、細胞膜的流動性、細胞膜的構造，流動鑲嵌模型和細胞壁三部分。這是在學習了第一章《細胞的分子構成》的基礎上，通過功效與構造有關，建構質膜的流動鑲嵌模型，認識細胞壁的構成和功效，也是背面學習《物質出入細胞的方式》、《神經調節(jié)》、《特異性免疫反映》和《植物細胞工程》等內容的基礎。由此可見，本節(jié)內容起著承上啟下的作用，體現(xiàn)了構造與功效相適應的生物學觀點。內容展示科學家對細胞膜構造的探索歷程。這是一種較好的科學史教育素材，通過引導學生一步一步地分析科學家的實驗和結論，宛如親歷科學家探索的歷程，使學生切身感受科學的魅力，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學生加深對科學過程和辦法的理解，明白科學發(fā)現(xiàn)的過程是一種長久的過程，涉及到許多科學家的辛勤工作；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說不是一成不變的，需要不停修正、發(fā)展和完善；科學發(fā)展與技術有很大的關系，技術的進步能夠更加好地增進科學的發(fā)展。②細胞膜的流動鑲嵌模型的基本內容。在眾多對細胞膜構造的假說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是現(xiàn)在人們普遍接受認同的，能較好地解釋人們對細胞膜功效的認識，學生必須展開想象力，在頭腦中構建細胞膜的空間構造，理解和掌握流動鑲嵌模型的基本要點，這對于更加好的理解下一節(jié)物質跨膜運輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。【教學目的與核心素養(yǎng)】知識目的：1．概述細胞膜的“流動鑲嵌模型”的基本內容，體會建立模型是解決問題的科學辦法之一。2．舉例說出細胞膜的選擇透性。3．說出膜構成成分的生理作用。4．說出植物細胞壁的構成和生理作用。核心素養(yǎng)：1．運用對照辦法于課堂實驗，提高學生的實驗能力。2．分析磷脂分子在不同條件下的排列方式，提高運用和解決信息能力。3．探討質膜構造模型，認同生物體構造與功效相統(tǒng)一的生物學觀點，樹立辯證唯物主義觀點?！窘虒W重難點】1．教學重點：質膜的構造和功效。2．教學難點：質膜的流動鑲嵌模型。探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)構造與功效相適應的觀點【課前準備】1．實驗材料和用品2．多媒體課件【教學過程】教師活動學生活動教學意圖第一部分：生物膜含有流動性導入新課激發(fā)學習動機展示圖片問題引導：質膜的選擇透性終究是如何選擇呢，我們懂得構造與功效是相統(tǒng)一的，這需要從它的構造談起，科學家經常會通過實驗設計并構想出某些模型來解釋。學生思考回想之前所認識的細胞。運用圖片展示細胞圖像和細胞膜圖像，讓學生帶著問題去學習今天的知識，提高他們的學習愛好。明確學習內容。講授新課（播放第二張PPT）問題1：細胞膜的構成成分是什么呢？投影展示：19世紀末，歐文頓（E．Overton）用500多個物質進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)：但凡能夠溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜。引導學生分析實驗現(xiàn)象得出結論。課件展示問題：設問：1．最初認識到生物膜是由脂質構成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？2．在推理分析得出結論后，尚有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？3．那為什么一開始不直接對膜的成分進行提取、分離和鑒定呢？指出歐文頓得出的結論是假說，假說是需要驗證的。得出結論：膜是由脂質構成的?；卮鹣铝袉栴}1．通過對現(xiàn)象的推理分析。2．有必要，通過鑒定能更精確地闡明問題。3．當時的技術不能實現(xiàn)。閱讀資料，思考老師提問。回答下列問題1．磷脂。2．由于當時技術不支持培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。領悟科學研究的辦法“假說”是如何提出來的。提出問題，引發(fā)思考，激發(fā)思維探究的欲望，引發(fā)學生學習的愛好。培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。資料2：20世紀初，科學家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后進行化學分析。得出膜的重要成分是脂質和蛋白質。設問：1．我們以前學習過，其中脂質中最豐富的是什么？2．為什么是哺乳動物的紅細胞而不是其它細胞？問題2：脂質和蛋白質是如何結合構成膜的呢？教師課件展示資料引導學生分析實驗現(xiàn)象得出結論。思維探究根據磷脂分子的性質，請推測磷脂分子在下列界面中的排布狀況。根據細胞的內外環(huán)境，磷脂分子在細胞膜中如何分布？資料2：1925年，戈特（E．Gorter）和格蘭德爾（F．Grendel）用有機溶劑抽提了人紅細胞細胞膜的脂質成分后，將其鋪展在水面，測出其面積約為全部紅細胞表面積的2倍，并推測細胞膜由雙層脂質分子構成。閱讀資料，得出結論：細胞膜中脂質是雙層的。以小組為單位討論磷脂分子在下列狀況中的排列方式（從磷脂構造分析）1．平鋪于水面上（空氣—水界面）。2．細胞膜上。白板上報告展示蛋白質位于細胞膜的什么位置？是如何分布的？資料3：隨即，丹尼利（J．Danielli）和戴維森（H．Davson）發(fā)現(xiàn)細胞膜的表面張力比油-水界面的張力低得多，推測出膜中含有蛋白質，從而提出了“蛋白質一脂質一蛋白質”的“三明治”模型，認為細胞膜是由雙層脂質分子及其內外表面附著的蛋白質共同構成。1959年，羅伯遜根據電鏡超薄切片中細胞膜呈現(xiàn)的暗——亮——暗三條帶（圖2-16），推測兩邊暗的條帶是蛋白質，中間亮的部分是脂雙層分子。羅伯遜在“三明治”模型的基礎上提出了單位膜模型，推斷全部的生物膜都由蛋白質-脂質一蛋白質構成。“三明治”模型和單位膜模型的局限性之處是把脂質當作靜態(tài)的剛性構造。這樣的構造與否能體現(xiàn)膜的功效呢？學生思考，舉例闡明培養(yǎng)學生問題意識，予以鞏固知識，學生發(fā)散性思維啟動已有知識的空間。資料4：人——鼠細胞融合實驗這個實驗闡明了什么？細胞膜上的蛋白質分是呈流動狀態(tài)的。觀看，描述實驗成果，分析實驗結論培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。電鏡冰凍蝕刻（冰凍斷裂）將標本冰凍，然后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。從標本中能得出什么結論？蛋白質在膜中的分布是不對稱的，蛋白質鑲嵌、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。觀看，描述實驗成果，分析實驗結論培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據的基礎上，提出了流動鑲嵌模型。展示圖片介紹多個構造名稱。該理論重要涉及：1．磷脂雙分子層構成了生物膜的基本支架。2．蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的全部或部分嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層，體現(xiàn)了膜內外構造的不對稱性。3．磷脂和蛋白質位置不是固定的，生物膜含有一定流動性提問：根據前面的分析，小組合作畫出流動鑲嵌模型。及時引導。動畫展示流動鑲嵌模型描述模型的重要內容。學生通過歸納、總結，主動獲得構造模型的基本內容。第二部分：細胞壁是植物、真菌和大多數(shù)原核細胞的外層構造講授新課植物：纖維素和果膠真菌：殼多糖（幾丁質）細菌：肽聚糖青霉素抑菌作用原理：克制細菌合成肽聚糖。水、離子和其它分子都極易通過纖維之間的空隙，因此細胞壁與細胞的選擇透性無關。作用：保護、支持。聯(lián)系生活：細胞壁的功效事例1：青霉素為什么能殺菌？因素：青霉素克制細菌合成肽聚糖。由于不能合成細胞壁物質，細菌就不能生長和繁殖，因此青霉素能殺菌。事例2：參天大樹之因此能挺立？因素：靠死細