2022年高中生物《細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》教案4 中圖版必修1

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1、 2022年高中生物《細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》教案4 中圖版必修1 一、知識結(jié)構(gòu) 細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 細胞膜的分子結(jié)構(gòu) 細胞膜的主要功能 自由擴散 主動運輸 二、教學目標 (1)細胞膜的分子結(jié)構(gòu)(D:應(yīng)用)。 (2)細胞膜的主要功能(D:應(yīng)用)。 三、重點、難點 (1)重點:①細胞膜的分子結(jié)構(gòu)；②細胞膜的主要功能。 (2)難點:細胞膜內(nèi)外物質(zhì)交換的主動運輸方式。 四、教學程序 在初中階段的學習中，我們學習了植物和動物的細胞結(jié)構(gòu)。請同學們回顧一下，植物細胞和動物細胞各有哪些結(jié)構(gòu)?(對這一問題，學生基本上可以回答正確。)現(xiàn)在我們又要學習細胞的結(jié)構(gòu)和功能，高中階段學習的細胞

2、結(jié)構(gòu)和功能是學習細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)，亞顯微結(jié)構(gòu)是指在電子顯微鏡下觀察到的微小結(jié)構(gòu)，觀察到的結(jié)構(gòu)直徑在0.2mm以下。這樣我們可以看到細胞膜的結(jié)構(gòu)組成，可以看到細胞質(zhì)和細胞核中還有許多具有一定結(jié)構(gòu)特征的物體，它們都有自己的生理功能。(展示動、植物細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖像，簡單介紹圖像中結(jié)構(gòu)。) 從動、植物細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)可以觀察到，動、植物細胞結(jié)構(gòu)不盡相同，它們有哪些不同?(引導(dǎo)學生觀察動、植物細胞亞星微結(jié)構(gòu)圖，回答問題。) 在植物細胞最外層有一層細胞壁：它的化學成份主要是纖維素和果膠，對于物質(zhì)的通透屬于全透性的；它的主要功能是具有支持和保護的作用。 動、植物細胞外都有一層細胞膜：細胞借

3、以細胞膜和外界環(huán)境分開，使細胞內(nèi)部環(huán)境保持相對穩(wěn)定。細胞膜有什么樣的分子結(jié)構(gòu)，它有什么生理功能呢?這是本次課學習的主要內(nèi)容。 一、細胞膜的分子結(jié)構(gòu) 經(jīng)科學家研究分析，細胞膜是由蛋白質(zhì)和磷脂分子組成。磷脂分子具有一個環(huán)狀的頭部和兩條長鏈組成的尾部。(展示一個磷脂分子的結(jié)構(gòu)簡圖，說明親水的環(huán)狀端和疏水的長鏈端。) 由于一個磷脂分子具有親水端和疏水端，這樣使磷脂分子在水溶液中能形成磷脂雙分子層。磷脂雙分子層的外側(cè)(上、下或左右)為環(huán)狀的親水端，中間為兩長鏈的疏水端。 磷脂雙分子層組成細胞膜的中層，形成細胞膜的基本骨架，磷脂雙分子層的兩側(cè)布滿蛋白質(zhì)分子，有的蛋白質(zhì)游離表面，有的蛋白質(zhì)鑲嵌在

4、磷脂雙分子層之中，有的蛋白質(zhì)貫穿磷脂分子的雙分子層。(展示細胞膜的分子結(jié)構(gòu)示意圖像。) 科學家曾經(jīng)做過一個人體細胞的融合實驗：他將人體的某種細胞進行離體培養(yǎng)，再將紅色螢光染料和綠色螢光染料分別對兩個細胞染色，一個細胞染上紅色，另一個細胞染上綠色。再用滅活的病毒(仙臺病毒)來影響這兩個細胞，使這兩個細胞發(fā)生融合。在顯微鏡下觀察其融合的過程，發(fā)現(xiàn)融合初期，細胞一邊為紅色，另一邊為綠色，40min后觀察發(fā)現(xiàn)紅、綠細胞膜相互滲透，形成紅、綠相間斑馬狀；再過40min后觀察，發(fā)現(xiàn)細胞膜上紅、綠較均勻分布。 這個實驗充分說明細胞膜是可以流動的，組成細胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都在不斷的變化，這是細

5、胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性。 細胞膜的這一結(jié)構(gòu)特點，對完成細胞膜的生理功能有重要作用。 在細胞膜的外表面還有一些多糖分子和細胞膜上蛋白質(zhì)結(jié)合的糖蛋白，稱為糖被。 請同學們思考細胞膜有什么生理功能(估計學生會回答具有保護的作用，這時應(yīng)用過去學習過的知識，例如草履蟲皮膜有什么作用，啟發(fā)學生回答細胞膜具有控制物質(zhì)交換的作用等。) 二、細胞膜的生理功能 細胞膜是具有許多重要功能的結(jié)構(gòu)，這些功能可以歸納成兩個大方面:一具有保護的功能，包括保護、支持、識別、免疫；二是具有控制物質(zhì)進出細胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。 我們常說的新陳代謝是指生物體與外界交換物質(zhì)和能量，以及生物體內(nèi)的物

6、質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換。細胞膜控制物質(zhì)進出細胞就是一種新陳代謝現(xiàn)象，所以，細胞膜的這一功能是其最重要的功能。 細胞膜完成控制物質(zhì)進出的方式很多，有自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸、內(nèi)吞作用、外排作用等，其中常見的、最重要的方式是自由擴散和主動運輸。 自由擴散這種物質(zhì)轉(zhuǎn)運的方式是根據(jù)物理擴散作用的原理進行的，被選擇的物質(zhì)從高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運到低濃度的一側(cè)，按濃度梯度的大小進行，這種轉(zhuǎn)運方式不需要消耗新陳代謝時產(chǎn)生的能量。屬于自由擴散這種方法轉(zhuǎn)運的物質(zhì)有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等物質(zhì)。(展示:物質(zhì)出入膜示意圖) 主動運輸是細胞轉(zhuǎn)運物質(zhì)的重要方式，被選擇物質(zhì)從低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運到高濃度一側(cè)，轉(zhuǎn)運的過程中，需要

7、消耗細胞新陳代謝時產(chǎn)生的能量、同時還需要載體蛋白的協(xié)助、載體蛋白就是細胞膜上的一種蛋白質(zhì)，它具有特異性，一種載體蛋白只能協(xié)助一種被選擇的轉(zhuǎn)運物質(zhì)轉(zhuǎn)運。 在細胞的生命活動過程中，主動運輸起了重要作用，它使細胞能主動地向外界吸收被選擇的物質(zhì)，以供生命活動需要用。例如海水中碘的含量比海帶細胞中碘的含量要低得多，但海帶細胞能不斷從海水中吸收碘，以供生命活動所需。同樣細胞也能利用主動運輸把新陳代謝產(chǎn)物排出細胞外。(展示:物質(zhì)出入膜示意圖)葡萄糖、氨基酸、被選擇的離子均以主動運輸?shù)姆绞竭M行轉(zhuǎn)運。 從細胞膜轉(zhuǎn)運物質(zhì)進出細胞的方式來分析，不是任何一種物質(zhì)都能通過細胞膜，這表現(xiàn)細胞膜對物質(zhì)的通過具有選擇

8、性，它允許水分子自由通過，被選擇的離子、小分子可以通過，不被選擇的離子、小分子以及大分子均不能通過細胞膜，這是細胞膜的一個極為重要的生理特性，為此，細胞膜是一種選擇透過性膜，這對細胞維持正常的生命活動起了重要的作用。 (請同學們思考人所吃的食物必須經(jīng)消化系統(tǒng)的消化以后才能被小腸絨毛細胞吸收，這是為什么?) 三、總結(jié) 蛋白質(zhì)和磷脂分子是組成細胞膜的主要化合物，磷脂分子形成磷脂雙分子層，存在于細胞膜的中間，磷脂雙分子層的兩側(cè)有蛋白質(zhì)分子，有的蛋白質(zhì)游離在磷脂雙分子的表面，有的嵌入磷脂雙分子層之間，有的貫穿磷脂雙分子層。細胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有一定的流動性，這對于完成細胞的生理作用有重要的意義。在

9、細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)中還有許多結(jié)構(gòu)具有膜結(jié)構(gòu)，這些膜結(jié)構(gòu)和細胞膜的結(jié)構(gòu)形式完全一樣，組成了細胞內(nèi)的生物膜系統(tǒng)。 細胞膜是一種多功能的結(jié)構(gòu)，它具有保護的功能(包括識別、免疫等)，還有控制物質(zhì)進出細胞的功能。控制物通過細胞膜的方式主要有自由擴散和主動運輸。自由擴散和主動運輸?shù)膮^(qū)別可歸納成下表內(nèi)容。 項目 自由擴散 主動運輸 細胞膜兩側(cè)物質(zhì)濃度 高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè) 低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè) 是否需要載體蛋白 不需要載體 需要載體協(xié)助 是否消耗細胞內(nèi)的能量 不消耗細胞內(nèi)能量 需要消耗細胞內(nèi)的能量 代表物質(zhì) 氧氣、二氧化碳甘油、乙醇、 氨基酸、葡萄糖、各種被選擇的離子 五

10、、布置作業(yè) 教材P25一、填充題：1、2；/二、選擇題：1、2；/三、填表。 六、板書設(shè)計 板書設(shè)計 一、細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能 (一)細胞膜的分子結(jié)構(gòu) 1.組成細胞的化學成分 蛋白質(zhì)分子和磷脂分子 2.細胞膜的分子結(jié)構(gòu) (1)磷脂雙分子層:位于膜的中層,形成膜的基本支架; (2)蛋白質(zhì)分子:位于磷脂雙分子層的兩側(cè),或游離表面,或鑲嵌或貫穿磷脂雙分子層之中 3.細胞膜的結(jié)構(gòu)特點 具有一定的流動性。 (二)細胞膜的生理功能 1.具有保護作用 (1)保護支持細胞； (2)識別作用； (3)免疫作用。 2.控制物質(zhì)進出細胞:控制細胞的物質(zhì)交換。包括吸收、分泌、排泄。 (1)細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的主要方式: a.自由擴散:由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴散,不需載體和不消耗細胞內(nèi)的能量。如O2、CO2、甘油、乙醇等。 b.主動運輸：由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運，需載體協(xié)助和需要消耗細胞內(nèi)的能量。如氨基酸、葡萄糖、被選擇吸收的離子和小分子等。 (2)細胞膜的生理特性:選擇透過性。水分子自由通過，被選擇的小分子、離子可以通過，不被選擇的離子、小分子以及大分子不能通過。