教学目标:
1. 知识与技能:
准确描述细胞膜的“流动镶嵌模型”基本内容(磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子镶嵌或贯穿其中,糖被位于外侧)。
阐明细胞膜作为系统的边界所具有的控制物质进出(选择透过性)和进行细胞间信息交流的功能。
能够分析解释与细胞膜结构和功能相关的简单生命现象。
2. 过程与方法:
通过分析科学家探索细胞膜结构的科学史资料,体验科学发现的过程,学习提出假说、实验验证的科学方法。
通过构建细胞膜物理模型或图解,培养抽象概括和模型建构的能力。
3. 情感态度与价值观:
认同细胞膜结构的复杂性与功能相适应,体会生命的精巧与和谐。
感受科学研究的艰辛与曲折,养成严谨求实的科学态度。
教学过程:
一、导入(约5分钟)
教师活动:展示一个鸡蛋。提问:为什么蛋黄不会和蛋清混在一起?将问题引向细胞水平——一个细胞要维持内部环境的相对稳定,必须有什么结构?引出“细胞膜——系统的边界”。
二、新课讲授
1. 细胞膜的功能探究(约10分钟)
引导学生阅读教材相关实例(如台盼蓝染色鉴别死细胞与活细胞、植物细胞质壁分离与复原等),分组讨论并归纳细胞膜的功能。
师生共同①将细胞与外界环境分隔开;②控制物质进出细胞(选择透过性);③进行细胞间的信息交流(如激素作用、胞间连丝等)。
2. 对细胞膜结构的探索(科学史教学,约15分钟)
采用时间线或故事叙述方式,引导学生分析几位关键科学家的实验与结论:
欧文顿(1895):脂溶性物质更易通过细胞膜 → 膜由脂质组成。
两位荷兰科学家(1925):从红细胞膜提取脂质铺成单层,面积为红细胞表面积2倍 → 膜中脂质分子排列为连续两层。
罗伯特森(1959):电镜下观察到“暗-明-暗”三层结构 → 提出静态“单位膜”模型。
新技术(荧光标记、冷冻蚀刻等)的应用 → 证明膜蛋白是运动的。
通过史料的矛盾与推进,引导学生思考“静态”模型的不足,为流动镶嵌模型的提出做铺垫。
3. 流动镶嵌模型的基本内容(重点,约15分钟)
展示流动镶嵌模型动画或示意图。
分层次讲解:
a. 基本骨架:磷脂双分子层。分析磷脂分子的亲水头和疏水尾特性与其在水中自发形成双分子层的关系。
b. 蛋白质:镶嵌、贯穿或覆盖在磷脂双分子层上。强调其多样性(载体、受体、酶等)与功能的重要性。
c. 糖类:与部分蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂,分布在膜外侧,与细胞识别、信息传递有关。
“流动”的含义:强调构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子不是静止的,是可以运动的(举例:白细胞吞噬病菌时膜的变形)。
4. 结构与功能相适应的实例分析(约10分钟)
小组活动:让学生尝试用刚学的知识解释“为什么细胞膜是选择透过性膜?”(磷脂双分子层疏水内部屏障了水溶性物质,特定蛋白质作为通道或载体运输特定物质)。
教师补充实例:人鼠细胞融合实验证明膜蛋白的流动性,解释其在细胞识别、信号传导中的意义。
三、巩固与小结(约5分钟)
快速提问:细胞膜的基本骨架是什么?哪些证据支持“流动”性?糖被的位置和功能?
学生回顾并简述“结构-功能”的统一关系。
板书设计:
细胞膜——系统的边界
一、功能
1. 分隔环境
2. 控制物质进出(选择透过性)
3. 细胞间信息交流
二、结构:流动镶嵌模型
1. 基本骨架:磷脂双分子层
(亲水头 / 疏水尾)
2. 蛋白质:镶嵌、贯穿 → 功能多样
3. 糖类:外侧(糖蛋白/糖脂)→ 识别、保护
→ 特点:流动性(磷脂、蛋白质可运动)
三、结构与功能相适应