一、教学目标
1.概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。
2.举例说明细胞各部分结构之间相互关系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。
二、教学重难点
1.教学重点
(1)细胞膜的功能。
(2)生物膜的流动镶嵌模型。
(3)生物膜之间的联系。
2.教学难点
(1)生物膜的流动镶嵌模型。
(2)生物膜之间的联系。
三、教学设计思路
本节课从贴近生活的鸡蛋入手,先学习细胞膜的功能。由结构决定功能,引出细胞膜的制备和结构探究历程,随着历史的车轮一步一步构建出细胞膜的流动镶嵌模型。除了细胞膜外,生物体细胞内还有其他膜结构,如细胞器膜、核膜,都是由磷脂双分子层作为基本骨架,蛋白质镶嵌其中。以分泌蛋白和溶酶体的形成过程为例,理清了生物膜之间的联系。
四、教学过程
(一)新课导入
未受精的鸡蛋中,鸡蛋黄可看作是一个卵细胞……
讨论:“清黄不接”的原因是什么?
得出细胞膜是细胞的边界。
问题1:细胞膜有哪些功能呢?
(二)细胞膜的功能
从刚刚鸡蛋的例子的出细胞膜的第一个功能:
1.将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定
原始海洋中,膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统。
提出问题:细胞膜这个边界是闭关锁国还是海关边检呢?
学生思考:鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时,___细胞会被染成蓝色,而___细胞不会着色。
为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色?
从而得出细胞膜的第二个功能。
2.控制物质进出细胞
想一想:细胞膜控制物质进出细胞的能力是绝对的吗?
举例分析:用凉水洗红苋菜,水不变红;煮苋菜汤,汤却是红色的。这与细胞膜的功能有何关系?
3.进行细胞间的信息交流
从三种方式的过程进行讲解:物质传递、接触传递、通道传递。
从而得出细胞膜的功能特点:具有选择透过性。
提出问题:细胞膜为什么具有这些功能?
学生回答:结构决定功能。
但细胞膜非常薄,即使在高倍显微镜下也难以看清它的真面目,研究细胞膜应该先提取出比较纯净的细胞膜。
问题2:如何制备比较纯净的细胞膜呢?
(三)细胞膜的制备
选一选:请从以下材料中选取一种进行细胞膜的制备。
想一想:如何获得哺乳动物成熟的红细胞?
想一想:对哺乳动物成熟的红细胞进行怎样的操作,可以获得较纯净的细胞膜?
将哺乳动物成熟的红细胞放入______或________中吸水涨破。
想一想:破碎后的细胞溶液中有很多物质,如何进一步进行提取出较纯净的细胞膜?
用问题串的形式解决这一部分难点。
问题3:细胞膜中到底有哪些化学成分呢?
(四)细胞膜的成分
回顾细胞中的有机化合物:脂质、蛋白质、糖类、核酸,哪些是构成细胞膜的成分呢?让我们跟随历史的列车,看看当时的科学家是如何进行研究的。
给出几则资料,学生根据资料分析出结论:
资料1:欧文顿实验:相似相溶原理。
资料2:脂质成分的类型:组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂的含量最多。
资料3:磷脂分子的结构:磷脂分子的头部是亲水的,尾部是疏水的。
学生活动一:请根据磷脂分子的特点,建构磷脂分子在空气—水界面的分布模型。
学生活动二:细胞膜的两侧都有水环境存在,同学们想象一下在这样的环境中,磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢?
得出结论:磷脂分子在细胞膜中排列为双分子层。
资料4:荷兰科学家实验:戈特和格伦德尔用丙酮从红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
拓展:如果是其他真核细胞呢?如果是原核细胞呢?
资料5:细胞膜张力实验:细胞膜除脂质分子外,可能还附有蛋白质。
得出结果:对于细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的,还有少量的糖类。
问题4:脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢?
(五)细胞膜的结构
资料6:“三明治”结构模型:生物膜为“蛋白质—脂质—蛋白质”三层静态统一结构模型。
资料7:对“三明治”结构模型的质疑:如果细胞膜是静态的,细胞膜的复杂功能将难以实现。
资料8:人鼠细胞融合实验:膜蛋白具有一定的流动性。
资料9:流动镶嵌模型的产生
从而得出细胞膜的结构特性:具有一定的流动性。
问题5:细胞膜、细胞器膜、核膜组成的生物膜系统之间有什么联系呢?
(六)生物膜系统各种膜之间的联系
1.化学组成上看
给学生一个各种膜的成分表,学生得出结论。
各种生物膜在物质种类上_______,主要由_____和_____组成。
不同生物膜功能不同,组成成分的含量也有________,如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)上蛋白质含量___。
2.结构上看
给出一张核膜、内质网膜、细胞膜的关系图,学生得出结论:
结构上_______,都是___________作为基本骨架,_____分子分布其中。
生物膜在结构上具有一定的连续性。
3.功能上看
实例1:分泌蛋白的合成、加工和运输
实例2:溶酶体发生过程和“消化”功能
问题6:生物膜有什么功能呢?
(七)生物膜的功能
学生对照大书进行填空。
【点评】
史佳丽老师:本节课内容丰富,资料较多,但给学生的时间较少,教师讲的内容有点过于丰满,需要给学生更多时间思考和理解。内容在于精而不在于多,仍需要在这方面进行努力。
皋磊老师:本节课逻辑清楚,思路完整,是一节比较成功的公开课。但仍有一些问题需要注意:第一,要注意语言的科学性,内容的科学性。比如水通道蛋白诺贝尔奖是在2003年颁发的,细胞膜控制物质进出细胞的功能“完美”这两个字需要斟酌;第二,要注意课堂的留白,课堂老师问学生齐答的时候较多,而学生自主思考、单个回答的情况较少,需要引起注意。