高中生物第一冊第3章生命的結(jié)構(gòu)基礎31細胞膜13滬科版講解

1、PAGE 6 -第1節(jié) 細胞膜細胞膜的功能一、教學內(nèi)容小分子物質(zhì)出入細胞的方式：物質(zhì)進出細胞的方式濃度關系是否消耗細胞能量是否需要蛋白質(zhì)載體的協(xié)助被動運輸自由擴散高濃度低濃度否不需要協(xié)助擴散高濃度低濃度否需要主動運輸?shù)蜐舛雀邼舛仁切枰⒔虒W目標【知識與技能】：通過對不同實驗及生活現(xiàn)象的探究分析，獲得小分子物質(zhì)進出細胞的方式及其區(qū)別；通過獨立和小組合作實驗，提高實驗動手技能，完成觀察、測定實驗；【過程與方法】：通過生命科學、物理學科之間的知識聯(lián)系，初步養(yǎng)成運用所學各學科知識對問題進行綜合分析的科學思維的習慣；在實驗的觀察、對比討論與分析中，體現(xiàn)較強的通過對比分析獲取實驗信息的能力，能教完整地表

2、達研究結(jié)果并對問題進行初步探索；【情感態(tài)度與價值觀】：通過全班大、小組共同探究的學習活動，學會與他人合作，在合作中彼此協(xié)商分工，尊重他人；通過對細胞膜結(jié)構(gòu)和其功能相互關系的分析，逐步形成生物體結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的觀點。三、教學重點、難點重點：物質(zhì)進出細胞的方式；難點：親水性物質(zhì)與疏水性物質(zhì)進出細胞是通過膜上不同的組成成分完成的。四、教學設計本節(jié)課通過前一階段學習過的組成生命化合物引入，并在學習了細胞膜的組成和結(jié)構(gòu)的基礎上，進一步探究物質(zhì)出入細胞的方式及其區(qū)別，把細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有機地統(tǒng)一起來，便于學生理解。在探索的過程中把演示實驗改變成學生小組實驗，提高同學們的積極性與動手能力，激發(fā)同學們的思

3、維，在自己動手實踐以及親身生活經(jīng)歷的基礎上來探究、思考細胞膜的結(jié)構(gòu)與其功能是相統(tǒng)一的、細胞與外界物質(zhì)交換的不同方式的特點，理解結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。五、教學過程我們已經(jīng)學習過了組成生命的物質(zhì)基礎，組成生命的物質(zhì)只有有機地組合在一起，才能夠完成正常的生命活動，由這些物質(zhì)有機組合而成的、能夠完成正常生命活動的結(jié)構(gòu)和功能單位是：細胞。（細胞圖）在細胞進行生命活動的過程中，細胞與外界環(huán)境之間必需不斷進行物質(zhì)的交換，細胞要從外界環(huán)境吸收細胞生命活動所需要的各種物質(zhì)，同時把細胞生命活動中產(chǎn)生的廢物排出體外。物質(zhì)要想進出細胞，必須要經(jīng)過的結(jié)構(gòu)有：細胞膜和細胞壁。細胞壁的主要成分是纖維素，在細胞的最外面，有支撐

4、和保護細胞的作用，對物質(zhì)的進出沒有影響。因此，物質(zhì)要想進出細胞，就只受到細胞膜的影響。（細胞膜流動鑲嵌模型）我們剛學過這個模型，它由磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架，再加上蛋白質(zhì)、多糖、固醇等分子，我們把細胞膜的這個模型叫做：流動鑲嵌模型。那么究竟哪些物質(zhì)可以通過細胞膜進出細胞？這些物質(zhì)通過什么方式進出細胞？這些物質(zhì)又在什么樣的情況下進出細胞呢？我們通過實驗來分析討論：（實驗一）燒杯水透析袋試劑注意A60毫升可溶性淀粉溶液碘液透析袋裝好溶液之后請扎緊，放入燒杯之前，在水流中洗凈；B燒杯中在放入透析袋之前，取出2毫升水于試管中，；實驗做好之后放置在安全的地方，靜置。B60毫升葡萄糖溶液（在實驗靜置時間內(nèi)

5、）教師演示擴散實驗：（實驗二）把高錳酸鉀放入盛有清水的培養(yǎng)皿中，紅色的高錳酸鉀向四周擴散直至紅色均勻。（在講臺上通過實物投影投影至大屏幕，便于學生觀察、討論。）1、仔細觀察實驗，你發(fā)現(xiàn)了怎樣的實驗現(xiàn)象？1、紅色的高錳酸鉀在水中從中間向四周運動開來，紅色部分不斷增加；2、同時中間紅色最深，向四周紅色不斷變淡，這就是高錳酸鉀在水中的擴散現(xiàn)象。擴散指兩種物質(zhì)互相接觸時，分別進入對方的一種現(xiàn)象。就其中一種物質(zhì)而言，它總是從其濃度高的地方向濃度低的地方移動。如第四節(jié)課我們會聞到午飯的香味，并且是靠近前門口的同學先聞到，然后教室中部、后部的同學，再如，夏天馬上到了，同學們打球后回宿舍，把鞋脫掉時，離得最近

6、的同學就會最先有反應2、高錳酸鉀在水中的擴散過程中，有外界給高錳酸鉀分子的運動提供能量嗎？沒有。所以，物質(zhì)在從高濃度向低濃度擴散的過程中不需要外部提供能量。通過以上實驗，我們得到：各種物質(zhì)是能夠從高濃度的地方通過擴散移動到低濃度的地方，并且，這一過程不需要外界提供能量，那么當這個內(nèi)外水環(huán)境中有透析袋之后，擴散還能不能進行呢？實驗一結(jié)果檢測：燒杯處理現(xiàn)象分析A透析袋內(nèi)藍色淀粉不能透過透析袋，而碘能透析袋外無明顯變化B燒杯中水(實驗前)2mL+班氏試劑加熱至沸騰(A組做)無明顯變化葡萄糖能透過透析袋(高低)燒杯中水(實驗后)2mL+班氏試劑加熱至沸騰紅黃色（B燒杯實驗前的水做對比實驗讓組同學進行，

7、平均分配兩個小組的工作量。）在做以上檢測的同時，思考下列問題：1、描述組實驗觀察到的現(xiàn)象：透析袋內(nèi)藍色，燒杯內(nèi)碘液的顏色。（同學回答時把透析袋和燒杯展示給全班同學）大家看到的現(xiàn)象都是這樣嗎？這說明什么問題：（透析袋內(nèi)為什么會變藍？燒杯內(nèi)為什么沒有變色？）說明碘擴散透過了透析袋膜進入到了透析袋內(nèi)，使淀粉變藍，而淀粉不能透過透析袋膜。2、描述組實驗的實驗現(xiàn)象：實驗前燒杯內(nèi)的水加班氏試劑加熱至沸騰，無明顯變化，實驗后燒杯內(nèi)的水加班氏試劑加熱至沸騰，呈紅黃色。放入透析袋之前燒杯中沒有葡萄糖，放入透析袋之后經(jīng)過一段時間，燒杯內(nèi)的水中有了葡萄糖，為什么：透析袋內(nèi)的葡萄糖通過透析袋膜擴散到了燒杯水中。實驗前

8、不取燒杯內(nèi)的水做實驗好不好，為什么：不好，這樣就不能說明實驗后燒杯內(nèi)的葡萄糖是通過擴散來自透析袋內(nèi)，有對照的作用。3、通過對以上實驗的檢測與分析，當溶液中有障礙物之后，物質(zhì)還能不能進行擴散呢？由以上實驗我們得到：較小的分子（如葡萄糖、碘）能通過透析袋壁，通過擴散從高濃度一側(cè)移向低濃度一側(cè)，并且不需要額外提供能量，而較大的分子（如淀粉）則不能通過。這是為什么呢？因為透析袋壁上有很多很小的孔隙，當分子大小比這些孔隙小的時候，物質(zhì)就能通過擴散通過透析袋，而物質(zhì)分子較大，大于孔隙時，物質(zhì)就不能通過透析袋。（動畫：物質(zhì)通過半透膜。）由磷脂雙層分子為基本骨架構(gòu)成的細胞膜與透析袋一樣，上面有很多細小的孔隙，

9、那是不是像所有小于透析袋壁上孔隙的分子都夠通過擴散作用通過透析袋一樣，所有小于磷脂分子間隙的分子都能夠通過磷脂雙分子層呢？不是，磷脂雙分子層與透析袋不一樣，磷脂雙分子層中間有一個疏水層，只與疏水性的物質(zhì)親和，從而把細胞內(nèi)外的水環(huán)境隔離開來，有保護細胞內(nèi)部的作用，所以，只有那些脂溶性和疏水性的小分子物質(zhì)才能通過擴散作用通過磷脂雙分子層。如甘油、氧氣、二氧化碳等。（自由擴散錄像。）但是，細胞生命活動過程中需要的物質(zhì)大部分是親水性的，這些物質(zhì)不能直接通過磷脂雙分子層的疏水層，細胞需要這種物質(zhì)時怎么辦呢？細胞膜上有沒有親水性物質(zhì)呢？（可對糖、固醇、蛋白質(zhì)逐一分析。）蛋白質(zhì)分子具有親水性，（雞蛋清：液態(tài)

10、、水溶液、溶于水）膜上的這些蛋白質(zhì)分子就可以幫助親水性的小分子物質(zhì)從高濃度一側(cè)通過細胞膜移向低濃度一側(cè)。（協(xié)助擴散錄像。）在這個過程中，蛋白質(zhì)相當于物質(zhì)在進出細胞膜時的一種運輸介質(zhì)，我們稱這些蛋白質(zhì)為載體蛋白質(zhì)。和前一種小分子物質(zhì)通過擴散進出膜不同，這種小分子物質(zhì)的擴散需要膜上蛋白質(zhì)分子的協(xié)助，因此我們把這種需要膜上蛋白質(zhì)分子協(xié)助的擴散稱為協(xié)助擴散，而把上一種直接通過磷脂雙分子層，不需要蛋白質(zhì)分子協(xié)助的擴散稱為自由擴散。為便于知識點之間的理解，請大家歸納整理，可以從幾個方面對比這兩種物質(zhì)進出膜的方式：擴散濃度關系是否消耗細胞能量是否需要蛋白質(zhì)載體的協(xié)助自由擴散高濃度低濃度否不需要協(xié)助擴散高濃度

11、低濃度否需要生物體細胞內(nèi)會產(chǎn)生一些有害的代謝廢物，如尿素等，這會對細胞的正常生命活動造成影響，因此細胞要把它們排出去，而且是即使?jié)舛仍俚鸵惨懦鋈?，這時候物質(zhì)還是不是通過自由擴散或者協(xié)助或擴散的方式進出細胞的呢？不是。因為物質(zhì)這時候不是從高濃度移向低濃度，而正好相反。海帶細胞內(nèi)部碘的濃度是海水中的10萬倍左右，但海帶細胞還是不斷地從海水中吸收碘，碘從海水中進入到細胞內(nèi)部通過膜的方式是不是自由擴散或協(xié)助擴散？不是。細胞生命活動中需要的絕大部分物質(zhì)在細胞外都是低濃度，這時候，物質(zhì)就不能被動地通過擴散作用進入細胞，細胞為了保證生命活動的正常進行，必須主動地地吸收這些物質(zhì)，物質(zhì)的這個時候的透過膜的運動

12、有什么特點？1、這個時候物質(zhì)從低濃度的一側(cè)移向高濃度一側(cè)，僅靠物質(zhì)的擴散行嗎？不行，擴散時物質(zhì)只能從高濃度處移向低濃度處。2、而當物質(zhì)從低濃度一側(cè)通過膜移向高濃度一側(cè)時就需額外提供能量，這個能量誰提供？當然是細胞。3、由于這些物質(zhì)一般是親水性物質(zhì)，不能直接通過磷脂雙分子層，因此：需要膜上蛋白質(zhì)載體的協(xié)助。第三種物質(zhì)進出細胞是細胞消耗自身能量，主動地吸收或者排出的，所以我們把物質(zhì)從低濃度一側(cè)通過細胞膜移向高濃度一側(cè)的方式稱為主動運輸。而物質(zhì)通過自由擴散和協(xié)助擴散進出細胞是靠分子內(nèi)部相互作用力，不消耗細胞能量而實現(xiàn)的，所以我們稱其為被動運輸。由于生命活動需要的絕大部分營養(yǎng)物質(zhì)在外界環(huán)境中都有是一個

13、低濃度環(huán)境，同時細胞也需要及時地把即使?jié)舛群艿偷卮x廢物排出體外，所以絕大部分物質(zhì)通過細胞膜的運動都是從低濃度到高濃度的過程，因此主動運輸是物質(zhì)通過細胞膜的主要方式。最后我們歸納物質(zhì)進出細胞的方式如下：物質(zhì)進出細胞的方式濃度關系是否消耗細胞能量是否需蛋白質(zhì)載體的協(xié)助被動運輸自由擴散高濃度低濃度否不需要協(xié)助擴散需要主動運輸?shù)蜐舛雀邼舛仁窍抡n后把閱讀教材相關內(nèi)容，并對今天所學知識點進行整理，完成練習第三中的第一題。六、教學反思本堂課結(jié)束后的總體感覺是：課前所設計的教學目標基本實現(xiàn)，這主要是在以下幾個方面做得比較好：第一、本堂課的兩個實驗有利于學生逐步分析小分子物質(zhì)進出細胞的特點，特別是每個實驗后一

14、步一步、細致的問題討論，對學生去逐步推理和理解小分子物質(zhì)進出細胞的特點有很大幫助。在今后的課堂問題設計中，要盡可能地把問題細化，使問題逐步從簡單過度到復雜，引導學生連續(xù)性、邏輯性地思考問題。第二、演示實驗改為學生小組探究實驗后，學生的小組協(xié)作能力、動手能力、表達能力得到進一步鍛煉，課堂氣氛比較活躍，同時也進一步鞏固了已經(jīng)學習和掌握過的實驗原理如還原性糖的鑒定實驗原理及相關實驗技能，并且通過對實驗現(xiàn)象的分析討論，極大地調(diào)動了學生的積極性、激發(fā)了學生的思維。第三、“小分子物質(zhì)進出細胞”這部分內(nèi)容還是比較抽象的，要想讓學生理解和掌握還是有一定難度的。所以在設計的時候，把膜的結(jié)構(gòu)和功能相聯(lián)系，結(jié)合實驗結(jié)果和膜的組成結(jié)構(gòu)推導膜的功能，并通過動畫及其它課件，形象化地展示小分子物質(zhì)進出細胞的過程，對學生的理解有較好的幫助。與此同時，在以后的教學