高一生物《細胞膜的結構和功能》教案
高一生物《細胞膜的結構和功能》教案
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高一生物《細胞膜的結構和功能》教案
細胞膜的結構和功能
一、知識結構：
細胞膜的分子結構
自由擴散
主動運輸
二、教學目標:
(1)細胞膜的分子結構(D:應用)。
(2)細胞膜的主要功能(D:應用)。
三、重點、難點:
(1)重點:①細胞膜的分子結構;②細胞膜的主要功能。
(2)難點:細胞膜內外物質交換的主動運輸方式。
四、教學課時:
1課時
五、教學程序:
復習提問:在初中階段的學習中，我們學習了植物和動物的細胞結構。請同學們回顧一
下，植物細胞和動物細胞各有哪些結構?(對這一問題，學生基本上可以回答正確。)
講述:現在我們又要學習細胞的結構和功能，高中階段學習的細胞結構和功能是學習細胞的亞顯微結構，亞顯微結構是指在電子顯微鏡下觀察到的微小結構，觀察到的結構直徑在0.2mm以下。這樣我們可以看到細胞膜的結構組成，可以看到細胞質和細胞核中還有許多具有一定結構特征的物體，它們都有自己的生理功能。(展示動、植物細胞的亞顯微結構示意圖像，簡單介紹圖像中結構。)
引導學生觀察動、植物細胞亞星微結構圖，回答問題:從動、植物細胞的亞顯微結構可以觀察到，動、植物細胞結構不盡相同，它們有哪些不同?
講述: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：細胞借以細胞膜和外界環境分開，使細胞內部環境保持相對穩定。細胞膜有什么樣的分子結構，它有什么生理功能呢?這是本次課學習的主要內容。
一、細胞膜的分子結構:
講述:經科學家研究分析，細胞膜是由蛋白質和磷脂分子組成。磷脂分子具有一個環狀的頭部和兩條長鏈組成的尾部。(展示一個磷脂分子的結構簡圖，說明親水的環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(上、下或左右)為環狀的親水端，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布滿蛋白質分子，有的蛋白質游離表面，有的蛋白質鑲嵌在磷脂雙分子層之中，有的蛋白質貫穿磷脂分子的雙分子層。(展示細胞膜的分子結構示意圖像。)
科學家曾經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，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，使這兩個細胞發生融合。在顯微鏡下觀察其融合的過程，發現融合初期，細胞一邊為紅色，另一邊為綠色，40min后觀察發現紅、綠細胞膜相互滲透，形成紅、綠相間斑馬狀;再過40min后觀察，發現細胞膜上紅、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分子和磷脂分子都在不斷的變化，這是細胞膜的結構特點：具有一定的流動性。細胞膜的這一結構特點，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結合的糖蛋白，稱為糖被。
提問:請同學們思考細胞膜有什么生理功能(學生會回答具有保護的作用，這時應用過去學習過的知識，例如草履蟲皮膜有什么作用，啟發學生回答細胞膜具有控制物質交換的作用等。)
二、細胞膜的生理功能:
講述:細胞膜是具有許多重要功能的結構，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;二是具有控制物質進出細胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。
講述:我們常說的新陳代謝是指生物體與外界交換物質和能量，以及生物體內的物質和能量轉換。細胞膜控制物質進出細胞就是一種新陳代謝現象，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進出的方式很多，有自由擴散、協助擴散、主動運輸、內吞作用、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。
自由擴散這種物質轉運的方式是根據物理擴散作用的原理進行的，被選擇的物質從高濃度一側轉運到低濃度的一側，按濃度梯度的大小進行，這種轉運方式不需要消耗新陳代謝時產生的能量。屬于自由擴散這種方法轉運的物質有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等物質。(展示:物質出入膜示意圖)
主動運輸是細胞轉運物質的重要方式，被選擇物質從低濃度一側轉運到高濃度一側，轉運的過程中，需要消耗細胞新陳代謝時產生的能量、同時還需要載體蛋白的協助、載體蛋白就是細胞膜上的一種蛋白質，它具有特異性，一種載體蛋白只能協助一種被選擇的轉運物質轉運。
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，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物排出細胞外。(展示:物質出入膜示意圖)葡萄糖、氨基酸、被選擇的離子均以主動運輸的方式進行轉運。
講述:從細胞膜轉運物質進出細胞的方式來分析，不是任何一種物質都能通過細胞膜，這表現細胞膜對物質的通過具有選擇性，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重要的作用。
提問:人所吃的食物為什么必須經消化系統的消化以后才能被小腸絨毛細胞吸收?
三、總結:
蛋白質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有蛋白質分子，有的蛋白質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。細胞膜的分子結構具有一定的流動性，這對于完成細胞的生理作用有重要的意義。在細胞的亞顯微結構中還有許多結構具有膜結構，這些膜結構和細胞膜的結構形式完全一樣，組成了細胞內的生物膜系統。
細胞膜是一種多功能的結構，它具有保護的功能(包括識別、免疫等)，還有控制物質進出細胞的功能。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的區別可歸納成下表內容。
項目 自由擴散 主動運輸
細胞膜兩側物質濃度 高濃度一側到低濃度一側 低濃度一側到高濃度一側
是否需要載體蛋白 不需要載體 需要載體協助
是否消耗細胞內的能量 不消耗細胞內能量 需要消耗細胞內的能量
代表物質 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、布置作業:
教材P25一、填充題：1、2;/二、選擇題：1、2;/三、填表。
六、板書設計:
板書設計
一、細胞膜的結構和功能
(一)細胞膜的分子結構
1.化學成分
蛋白質分子和磷脂分子
2.分子結構
(1)磷脂雙分子層:中層,基本骨架;
(2)蛋白質分子:兩側,或覆蓋,或鑲嵌或貫穿磷脂雙分子層之中
3.結構特點: 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.控制物質進出細胞:吸收、分泌、排泄。
(1)主要方式:
a.自由擴散:高濃度→低濃度,不需載體和能量。如O2、CO2、甘油、乙醇等。
b.主動運輸：低濃度→高濃度，需載體和能量。如氨基酸、葡萄糖、被選擇吸收的離子和小分子等。
c. 內吞和外排
(2)理特性:選擇透過性。
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