高中必修一生物细胞膜的结构和功能学案

细胞膜的结构和功能细胞膜的结构和功能 【教学目标】【教学目标】 1．知识目标简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中重要作用, 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。 2．能力目标分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设；发 挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。 3．情感目标认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 【教学重难点】【教学重难点】 1．重点 （1）细胞膜的功能和细胞膜成分的探索历史。 （2）细胞膜结构的探索历史。 2．难点 （1）流动镶嵌模型的基本内容。 （2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 【教学方法】【教学方法】 讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法 【教学过程】【教学过程】 导入在前面的学习中，我们认识了细胞这个基本的生命系统的物质成分，从今天开始， 我们将进一步认识细胞这个基本的生命系统，我们来认识由水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质 和核酸组成的一个有机整体细胞的基本结构。 大家对于细胞应该有了一定的认识我们在初中学习过， 在前面的实验中我们也曾经观 察过一些细胞。 T你认为细胞最外面的结构是什么 S（学生发言脱口而出的同学可能往往回答细胞膜；略有思考的同学回答细胞壁； 比较严谨的同学会回答“植物细胞的最外层是细胞壁，动物细胞的最外层是细胞膜”等） （教师点评后总结，注意点评学生的思维习惯） T动物细胞没有细胞壁，而像植物、真菌、细菌等生物，细胞往往具有细胞壁。植物细 胞的细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，它们没有生命活动的特殊功能，主要是对植物细胞有 1 1/8 8 支持和保护作用。而对于真菌和细菌的细胞壁与植物不同，我们在以后的学习中会逐步了解。 然而我们今天要重点讨论的话题不是细胞壁，因为我们将讨论的是“系统的边界”，系统 的边界是什么这里的答案就只有一个细胞膜。 因为，我们这里指的“系统”是生命系统在组成细胞的结构中，具有生命活性的结构 是细胞膜、细胞质和细胞核，而细胞壁并没有像它们这样的生命活性。这里的“生命活性”可 能对大家还比较抽象，不过随着我们对细胞膜等功能的深入，你就会慢慢了解。 （板书细胞膜系统的边界） T对于细胞膜作为系统的边界，同学们有没有这方面的感性认识也就是说你能不能列 举出一些证据来证明细胞膜这个系统边界的存在 S直接借助光学显微镜、电子显微镜观察得到。 T很好，电子显微镜可以看清楚细胞膜的存在，光学显微镜虽然不能看见细胞膜，但是 却能够清楚的观察到细胞与外界环境是有界限的。 除了这样的直接观察，我们还能不能通过一些其他的感受间接感知细胞膜的存在呢 （用视频的方式介绍科学家进行显微探针感受阻力的实验开拓学生的实验思路；激发学 生兴趣） 用显微注射器将一种叫伊红的物质注入变形虫体内，显微镜下观察发现，伊红会很快的扩 散到整个细胞，却不能很快逸出细胞。 另外，我们还可以在显微镜下看到用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可伸展； 用微针插入细胞内， 细胞表面有一层结构被刺破； 如果细胞表面结构受损面过大， 细胞会死亡。 过渡通过刚才的实验，我们也可以看到，当细胞膜被破坏的时候，细胞也就死亡了。这 说明了细胞膜对于生命系统来讲，是非常重要的。那么，细胞膜有哪些重要功能呢 （学生活动）联系生活经验，理解细胞膜的功能。 （板书细胞膜的功能） （请学生发言，让他们结合生活经验，解释细胞膜的功能，教师适时点评） S细胞膜将细胞与外界环境分隔开。（板书） 只有这样，细胞才能获得一个相对比较稳定的内部环境，才能减小受到的各种外部干扰， 才能正常的进行各种代谢活动。这就好比我们的学校的围墙，班级的墙壁，如果没有这些，喧 嚣的街道，隔壁班级的活动直接影响到我们班级同学的学习，那么， 我们的学习不可能正常进 行。 S T同学们的比方非常形象。作为生命体，要保证自身代谢顺利进行，一个相对独立的内 2 2/8 8 部环境何等重要；有了细胞膜，这个边界将细胞与外界环境分隔开，细胞内才能保持各种理化 性质的相对稳定，才可能具备代谢的正常条件。也正因为如此，在生命的起源过程中，科学家 把“原始界膜”的形成作为生命演变中的重要阶段，具有了原始界膜后，才使得原始生命的诞 生成为可能 S细胞膜能控制物质进出细胞。（板书） 既然细胞膜是细胞的边界，这就好像皮肤是我们人体的边界一样，我们的皮肤可以阻止一 些病毒、细菌等进入我们体内，细胞膜也应该有类似的功能。 S T这个类比是比较恰当的。对于细胞膜能控制物质进出细胞这一点功能，我们将在第四 章会有更加详细的学习， 现在需要大家先了解细胞膜具有选择性的允许细胞需要的营养物质进 入，而细胞不需要的，或者对细胞有害的物质就不容易进入细胞。细胞膜的这样一种生理功能 我们称之为“选择透过性”。不过选择透过性只有活的细胞的细胞膜也具有，细胞死亡， 这种 选择透过性就丧失了。 记得在我们初中的学习中， 我们通过实验的方法来检验玉米的种子是否还具有萌发的活性 （也就是说玉米种子是否还是活的），也就是利用细胞膜的这点特性。下面给大家如下材料， 请你设计实验来检验这些玉米种子是否还能萌发。 （投影）材料玉米种子，红墨水，镊子，刀片，培养皿，烧杯，酒精灯。 （学生思考、讨论、发言） （投影）方法步骤 1．将玉米种子放在 20－25℃的温水中浸泡 36h。 2．取20 粒已经泡涨的种子，将其中的10 粒放在沸水中煮 5min 后，冷却，作为对照的实 验材料。 3．分别取煮过和未煮过的玉米种子放在培养皿中，用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒，用 稀释 20 倍的红墨水浸泡（以没过种子为宜）。2min 后，倒去红墨水，用水冲洗籽粒数次，直 到冲洗液无色为止（洗去浮色）。 4．观察籽粒中胚的颜色。 （投影）结果预期 未煮过的籽粒的胚细胞未被染成红色；煮过的籽粒的胚细胞被染成红色。 （胚细胞被染红说明了胚细胞的细胞膜失去了选择透过性，也就说明胚细胞死亡，不再具 有萌发活性） S细胞膜进行细胞间的信息交流。（板书） 3 3/8 8 细胞作为一个个体的基本组成单位，对于一个个体来说，生活在外界环境中， 与周围的环 境关系密切，不断地与外界环境发生着物质和信息的交流。构成个体的细胞也应该是这样的， 只有这样，细胞才能联合起来组成能行使同一功能的组织，再构成器官而细胞之间的信息 传递，应该就是系统的边界细胞膜。 T（放映有关细胞间进行信息传递的动画、图片等，同步解说） 在多细胞生物体内，各个细胞都不是单独存在的。 它们必须保持功能的协调。这种协调不 仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。这种信息的交流大多与细胞膜的结构和功 能有关。 细胞间进行信息交流的方式靶细胞（胰岛素与靶细胞）；细胞间信息的传递（精子与卵 细胞结合）；相邻两个细胞通过通道进入另一个细胞（高等植物细胞的胞间连丝） 过渡通过刚才的学习， 可以看到细胞膜的功能对于一个细胞的正常运作是必需的；当然 细胞膜的功能除了上述介绍的三点， 还有一些其他的功能， 这个问题大家可以在课下查找资料， 也可以在后面的学习中逐渐了解，总结。