3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能教案教授本節(jié)內(nèi)容時(shí)首先從細(xì)胞膜的功能入手，然后結(jié)合生物膜成分的探索和生物膜結(jié)構(gòu)的探索進(jìn)一步了解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，理解流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。教學(xué)過(guò)程層層遞進(jìn)，由功能到結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)框架并從微觀層面上深入理解生命的本質(zhì)。教師在組織教學(xué)過(guò)程中要善于將課本知識(shí)與實(shí)際生活進(jìn)行聯(lián)系，以體驗(yàn)卵黃膜作為興趣切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的好奇心。通過(guò)分析紅莧菜在清水和沸水中浸泡相同時(shí)間后水中的顏色變化情況、思考嗅聞香水等實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜的功能。通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜成分的探索歷程，感知科學(xué)探究的過(guò)程，提高提出問(wèn)題的能力，發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)與功能觀，學(xué)習(xí)“提出假說(shuō)”的科學(xué)方法，發(fā)展“質(zhì)疑與創(chuàng)新”等科學(xué)思維。最后，利用細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能這一科學(xué)知識(shí)分析脂質(zhì)體藥物的原理，完成細(xì)胞膜模型的制作，學(xué)以致用，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任，增加對(duì)模型與建模的理解。本節(jié)課為人教版（2019）《必修1分子與細(xì)胞》第3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》。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的課程設(shè)計(jì)思路中明確指出，必修1《分子與細(xì)胞》模塊重在引導(dǎo)學(xué)生“認(rèn)識(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一”。在具體的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，概述細(xì)胞都是由質(zhì)膜包裹，質(zhì)膜將細(xì)胞與其生活環(huán)境分開(kāi)，能控制物質(zhì)進(jìn)出，并參與細(xì)胞間的信息交流。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，這對(duì)于指導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)自然觀是十分重要的。教材安排了大量科學(xué)史的內(nèi)容，目的不在于讓學(xué)生記住科學(xué)史，而是要讓學(xué)生通過(guò)細(xì)胞膜的研究過(guò)程，讓學(xué)生領(lǐng)悟“提出假說(shuō)”與“構(gòu)建模型”兩種重要的科學(xué)方法，體會(huì)科學(xué)是在繼承與不斷修正的過(guò)程中完善和發(fā)展的，科學(xué)發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)手段的革新、科學(xué)思維的推動(dòng)和科學(xué)精神的支持。初中生物學(xué)已涉及到細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)等知識(shí)，學(xué)生通過(guò)課本、生活經(jīng)驗(yàn)、科普讀物等對(duì)細(xì)胞膜的功能已經(jīng)具備基本的了解。教師要在學(xué)生已有的知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。根據(jù)上述教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析，考慮到學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)特征，制定如下教學(xué)目標(biāo)：生命觀念：識(shí)記細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)科學(xué)思維：構(gòu)建細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型科學(xué)探究：探究細(xì)胞膜的成分與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)社會(huì)責(zé)任：分析細(xì)胞膜成分與結(jié)構(gòu)的探索歷程，認(rèn)同科學(xué)理論的形成是一個(gè)科學(xué)精神、科

學(xué)思維和技術(shù)手段結(jié)合下不斷修正與完善的過(guò)程。教學(xué)重點(diǎn)：細(xì)胞膜的功能。流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與其組成成分的內(nèi)在聯(lián)系。對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。確定的依據(jù)：教學(xué)重難點(diǎn)是由本節(jié)所學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)所決定的，同時(shí)根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》所提倡的“落實(shí)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)”，使學(xué)生能應(yīng)用這些基本知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。突破方法：學(xué)生先通過(guò)大量的生物學(xué)事實(shí)了解細(xì)胞膜的功能，依托結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，學(xué)習(xí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，通過(guò)列舉圖片、文字等資料，結(jié)合科學(xué)史料引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最后歸納總結(jié)出流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容。教法：多媒體輔助教學(xué)法和傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，選用大量的圖片、科學(xué)史料制成課件，問(wèn)題導(dǎo)學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生閱讀、觀察、分析和討論，學(xué)生表達(dá)交流，教師評(píng)價(jià)總結(jié)。學(xué)法：以學(xué)習(xí)小組為單位通過(guò)分析、觀察、討論等方式，形成“自主——合作——探究”的學(xué)習(xí)模式。用具：多媒體課件和各種用于構(gòu)建模型的實(shí)物?！緞?chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課】教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想活動(dòng)：打破一個(gè)雞蛋，將蛋清與蛋黃置于培養(yǎng)皿中，引導(dǎo)學(xué)生觀察。教師：鳥(niǎo)類的卵細(xì)胞是自然界中較大的細(xì)胞，沒(méi)有受精的雞蛋黃可以看作一個(gè)卵細(xì)胞。請(qǐng)同學(xué)用牙簽輕戳蛋黃并觀察，蛋黃與蛋清之間被什么結(jié)構(gòu)分隔開(kāi)？體驗(yàn)卵黃膜，感受細(xì)胞膜的存在。

思考：蛋清中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如何透過(guò)卵黃膜進(jìn)入細(xì)胞？細(xì)胞中的代謝廢物如何通過(guò)卵黃膜排出細(xì)胞？聯(lián)系實(shí)際生活，感受細(xì)胞膜的存在并進(jìn)一步思考。過(guò)渡：細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，其邊界就是細(xì)胞膜，也叫質(zhì)膜。細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，它在細(xì)胞生命活動(dòng)中起什么作用呢？一、細(xì)胞膜的功能教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想引導(dǎo)學(xué)生思考：卵細(xì)胞的細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)過(guò)程中起到什么作用呢？PPT展示：紅細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等細(xì)胞的顯微照片。實(shí)驗(yàn)展示：取生長(zhǎng)狀況一致、大小相似、數(shù)量相等的紅莧菜均分為兩份，分為A、B兩組，A組置于含有清水的燒杯中，B組置于含有等量沸水且同樣大小的燒杯中，5min后觀察水中的顏色變化。提問(wèn)：為什么B組的水中紅色較深？這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能？追問(wèn)：1.細(xì)胞膜“控制物質(zhì)進(jìn)出”的功能和“與外界環(huán)境分隔開(kāi)”的功能相矛盾嗎？2.細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性是絕對(duì)的嗎？細(xì)胞不需要的物質(zhì)一定不能進(jìn)入細(xì)胞嗎？請(qǐng)舉例論證自己的觀點(diǎn)。過(guò)渡：噴灑香水后，鼻子接觸香水分子，為什么大腦皮層能產(chǎn)生“香”的感覺(jué)？提問(wèn)：1.上述實(shí)例說(shuō)明細(xì)胞膜還具備什么功能？2.對(duì)于多細(xì)胞生物而言，細(xì)胞膜的上述功能有何意義？PPT展示并結(jié)合教材，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)細(xì)胞間信息交流的方式。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：細(xì)胞膜的功能。觀察圖片，思考并回答：細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界。結(jié)合卵黃膜將卵細(xì)胞與卵清分開(kāi)，推理得出：細(xì)胞膜的功能之一是將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)。小組討論并推理得出：正常情況下細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)不會(huì)輕易出細(xì)胞，但如果因?yàn)楦邷氐仍蚴沟眉?xì)胞膜失活，則對(duì)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)不再具有控制能力。這說(shuō)明細(xì)胞膜還具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能。討論并回答：細(xì)胞根據(jù)自己生命活動(dòng)的需要有選擇地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不需要的物質(zhì)則不能通過(guò)，還能通過(guò)細(xì)胞膜排出代謝廢物，說(shuō)明細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性。細(xì)胞膜的選擇性是相對(duì)的，一些有害物質(zhì)，如病菌、病毒等也可能侵入。討論并推理得出：1.細(xì)胞膜能接收信息和釋放信息，與體內(nèi)其他細(xì)胞間進(jìn)行信息交流。概括出細(xì)胞膜還具有進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的功能。2.多細(xì)胞生物是一個(gè)繁忙而有序的細(xì)胞“社會(huì)”。如果沒(méi)有信息交流，生物體不可能作為一個(gè)整體完成生命活動(dòng)。細(xì)胞不是孤立存在的，它們要通過(guò)信息交流保持功能的協(xié)調(diào)。結(jié)合課本圖例總結(jié)細(xì)胞間信息交流的三種方式：1.通過(guò)信息分子間接交流；2.通過(guò)信息分子直接交流；3.通過(guò)通道交流，如高等植物的胞間連絲。理解并說(shuō)出細(xì)胞膜的主要功能。通過(guò)實(shí)例，提升分析推理能力，引導(dǎo)學(xué)生概括細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界所具有的三個(gè)主要功能。過(guò)渡：細(xì)胞膜的功能是由它的成分和結(jié)構(gòu)決定的。細(xì)胞膜應(yīng)該具有怎樣的成分呢？二、對(duì)細(xì)胞膜成分的探索教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本“科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜成分的探索歷程”內(nèi)容，用問(wèn)題串引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：歐文頓如何得出“細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的”這一推論的？怎樣進(jìn)一步研究構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)的類型？展示補(bǔ)充資料：1917年，科學(xué)家朗繆爾把溶有膜脂的揮發(fā)性溶劑傾倒在水面上，溶劑揮發(fā)掉以后，脂類分子在水面上鋪成一層，并且測(cè)得脂分子的極性一端被吸附在水分子上，而非極性一端直立在水面上。如下圖所示。問(wèn)題2：朗繆爾的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有何特點(diǎn)？問(wèn)題3：科學(xué)家利用紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜并進(jìn)行成分分析的結(jié)果是什么？問(wèn)題4：細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液均為水環(huán)境，磷脂分子應(yīng)如何分布？問(wèn)題5：1925年，戈特和格倫德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)是如何得出“細(xì)胞膜中的磷脂分子排列為兩層”的？問(wèn)題6：為什么選擇紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料？展示紅細(xì)胞圖片，介紹哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。問(wèn)題7：1935年，丹尼利和戴維森的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？得出什么推論？補(bǔ)充資料：科學(xué)家陸續(xù)測(cè)定了不同細(xì)胞生物膜的化學(xué)組成如下表。生物膜蛋白質(zhì)/%脂類/%糖類/%人的紅細(xì)胞膜49438內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜6733少線粒體內(nèi)膜7624少線粒體外膜5248少大鼠的肝細(xì)胞核膜59352.9問(wèn)題8：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，概述細(xì)胞膜的組成成分有哪些？補(bǔ)充：蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能方面起著重要的作用，因此功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。閱讀教材中科學(xué)家“對(duì)細(xì)胞膜成分的探索”歷程，思考并回答問(wèn)題：1.根據(jù)“相似相溶”原理，細(xì)胞膜可能是由脂質(zhì)組成的。2.朗繆爾發(fā)現(xiàn)構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)分子由親水頭端和疏水尾端組成。3.科學(xué)家利用紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜并進(jìn)行成分分析得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。4.由于細(xì)胞內(nèi)外均為水環(huán)境，磷脂分子可能的分布情況如下：5.戈特和格倫德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)結(jié)果是脂質(zhì)單層分子的面積是膜表面積的2倍，與問(wèn)題4的猜測(cè)一致。6.根據(jù)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)核膜和細(xì)胞器膜的干擾。7.丹尼利和戴維森研究了細(xì)胞膜表面的張力，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的表面張力明顯低于油-水界面的表面張力。由于人們已經(jīng)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(huì)降低，因此得出的推論是細(xì)胞膜除了含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。8.細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外，還有少量的糖類。結(jié)合科學(xué)史料，通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜的成分。讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)史感悟科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。過(guò)渡：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的？三、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想引導(dǎo)學(xué)生思考：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分是如何組成細(xì)胞膜的？依次回答下列問(wèn)題問(wèn)題1：羅伯特森提出的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型能解釋與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有關(guān)的大多數(shù)生物學(xué)現(xiàn)象嗎？補(bǔ)充資料：1959年，羅伯特森利用電子顯微鏡拍攝到了細(xì)胞膜的圖像為暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，測(cè)定細(xì)胞膜的厚度為7—8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，若“三明治”模型成立，兩層磷脂加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過(guò)20nm。問(wèn)題2：根據(jù)以上資料，對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中磷脂和蛋白質(zhì)的分布情況提出你的推測(cè)。補(bǔ)充資料：物理學(xué)家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細(xì)胞膜斷開(kāi)，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。展示圖片，簡(jiǎn)述人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果。問(wèn)題3：該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？1.如果細(xì)胞膜的靜態(tài)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，很難解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了“三明治”模型中的三層結(jié)構(gòu)，支持細(xì)胞膜是由兩層磷脂構(gòu)成的。推測(cè)蛋白質(zhì)分子不是位于磷脂雙分子層兩側(cè)，而是鑲嵌在其中的。3.構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是運(yùn)動(dòng)的，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。結(jié)合科學(xué)史，通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)“模型與建模”的過(guò)程，認(rèn)同“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。過(guò)渡：在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，又有學(xué)者提出了一些關(guān)于細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型。其中，1972年，辛格和尼科爾森提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。我們一起來(lái)看看這一模型的基本內(nèi)容。四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想引導(dǎo)學(xué)生基于以上科學(xué)史料的分析，總結(jié)辛格和尼科爾森提出的流動(dòng)鑲嵌模型的要點(diǎn)，并用該模型解釋細(xì)胞膜的功能討論并總結(jié)流動(dòng)鑲嵌模型的要點(diǎn)，重點(diǎn)闡釋鑲嵌在膜上的蛋白質(zhì)于物質(zhì)運(yùn)輸功能的聯(lián)系，通過(guò)膜的流動(dòng)性解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)、分裂等生命現(xiàn)象。概括流動(dòng)鑲嵌模型的要點(diǎn)。過(guò)渡：生物膜在實(shí)際生活中有哪些用途呢？我們一起來(lái)了解一下五、拓展延伸教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第46頁(yè)拓展應(yīng)用2“脂質(zhì)體藥物”的相關(guān)內(nèi)容，回答問(wèn)題：1.為什么兩類藥物包裹的位置各不相同？2.請(qǐng)推測(cè)：脂質(zhì)體到達(dá)細(xì)胞后，藥物將如何進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用？學(xué)生討論并回答，體會(huì)教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐的新課程理念。感受細(xì)胞膜在醫(yī)藥健康領(lǐng)域中的應(yīng)用，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。六、課后作業(yè)教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)設(shè)計(jì)思想利用廢舊物品制作生物膜模型。制作細(xì)胞膜模型，體驗(yàn)構(gòu)建模型的樂(lè)趣。鍛煉動(dòng)手能力，體驗(yàn)?zāi)Ｐ团c建模的過(guò)程，鍛煉科學(xué)思維能力。3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一、細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（1）間接交流：如內(nèi)分泌細(xì)胞與靶細(xì)胞通過(guò)激