细胞膜流动镶嵌模型教学设计

体验制备细胞膜的方法教学设计

背景资料

生物膜的研究发展迅速。要研究生物膜的组成、结构及功能，首先必须分离出纯净的细胞膜。分离得到的哺乳动物的红细胞膜，一般称为“血影”。哺乳动物成熟的红细胞中没有一般真核细胞所具有的细胞核和细胞器，容易用它制备纯净的细胞膜。此外，哺乳动物的血液也比较容易获得，因而是研究细胞膜的理想材料。

从哺乳动物的红细胞中分离细胞膜，第一步是将血液收集在加有抗凝剂的容器内，用低速离心的方法从血液中分离出红细胞，然后用等渗缓冲液反复洗涤，经多次离心，去除血浆。第二步是在红细胞中加入低渗缓冲液，由于低渗溶液的作用，大量水分进入细胞，使红细胞胀破而溶血。第三步是将溶血的红细胞反复而充分地高速离心、洗涤，去除血红蛋白和其他的细胞内含物，最终获得比较纯净的红细胞膜。

1．材料 新鲜的哺乳动物血液

2．用具 离心机，离心管，滴管，显微镜，载玻片，盖玻片，吸水纸，小烧杯。 3．试剂 柠檬酸钠或肝素（抗凝剂），生理盐水（质量分数为0．9%的NaCl溶液），蒸馏水或清水。

4．操作要点

教师在实验前做以下准备工作。

准备一定量的新鲜的哺乳动物血液，如羊血或猪血，在冰箱中静置一昼夜。用滴管将上清液吸去。再吸取1 mL的沉淀物，放入离心管中，

教学设计《细胞膜的物质运输功能》

《细胞膜的物质运输功能》的教学设计

一. 教材分析

(一) 教材的地位和作用

本节课是普通高中新课标中图版生物必修1《分子与细胞》第三单元第一章第二节的内容，是在学习了细胞膜的结构和功能的基础上，进一步介绍物质出入细胞的方式，并与后面的细胞呼吸、神经调节、免疫等知识有联系，是理解结构和功能相统一原理的很好内容。

(二) 教学目标

1.知识目标

(1)举例说明物质进出细胞的类型、特点。

(2)简述主动运输对细胞生命活动的意义。

(3)了解内吞、外排的过程。

2.能力目标

(1)通过引导学生分析物质出入细胞的类型及特点，提高学生知识总结和比较的能力。

(2)引导学生分析物质运输的各种模式图，提高学生的获取信息能力。

3.情感态度与价值观

(1)通过对生命现象的阐释，体会生命的伟大与神奇，培养尊重生命的情感态度。

(2)通过自主、合作、探究式学习，培养学生的合作和探究的精神。

(三) 教学重点与难点

教学重点：小分子和离子穿膜运输的方式、特点。

教学难点：主动运输的特点、过程和意义。

二. 学情分析

1.学生已经学习了细胞膜的结构特点和功能特性，并学习了分泌蛋白的分泌过程，为新知识（细胞膜的物质运输功能）的学习奠定了基础。

2.教学中可以利用学生的知识基础

一、选择题

1．(2013·北京理综)下列真核细胞结构与成分，对应有误的是( )

A．细胞膜：脂质、蛋白质、糖类 B．染色体：核糖核酸、蛋白质 C．核糖体：蛋白质、核糖核酸 D．细胞骨架：蛋白质

解析：本题主要考查细胞结构的化学成分。染色体由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，B错误。

答案：B

2．(2013·天津理综)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是( )

A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离 B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化 C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取 D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩

解析：将洋葱表皮细胞放在高浓度的蔗糖溶液中，细胞可通过渗透作用失水，发生质壁分离，此过程未体现生物膜的信息传递功能；记忆细胞通过细胞膜接受抗原的刺激后增殖分化；胰岛B细胞分泌的胰岛素和神经细胞释放的神经递质均属于信息分子，可分别通过靶细胞膜受体完成信息向靶细胞的传递过程。

答案：A

3．(2012·广东卷)有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是( ) A．膜载体蛋白的合成不需要ATP B．葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白

C．线粒体外膜与内膜的主要功能不同

D．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同

解析：本题主要考查生物膜结构和功能的相关知识。蛋白

第三章

细胞的基本结构

我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任 何智能电脑更精巧！ ——引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》

植物细胞

动物细胞

第一节

细胞膜——系统的边界光学显微镜下的动物细胞

气泡：里面 只有空气， 所以比较光 亮，并且气 泡边缘的颜 色较深。

细胞：含有细 胞质、细胞核 等复杂结构， 比气泡颜色暗 淡。立体结构， 通过调节焦距 可以观察到细 胞的不同层面。

资料科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内， 伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。这说明了什么？

细胞作为一个完整的系统，它有边界

《体验制备细胞膜的方法》(一)选材：

获得细胞膜的材料最好的是什么细胞？为什么？

植物细胞

动物细胞

细菌

动物细胞没有细胞壁，选择动 物细胞制备细胞膜更容易。

动物细胞的类型很多，应该选择什么样的动物细胞？

哺乳动物成熟的红细胞

蛙的红细胞

人口腔上皮细胞

哺乳动物成熟的红 细胞没有细胞核和 众多的细胞器。

相关信息:哺乳动物的红细胞 在发育过程中，细胞核逐渐退 化，为携带氧的血红蛋白腾出 空间，人的红细胞只能存活 120天左右。

(二)原理：用针扎？镊子剥？ (NO,行不通，细胞太小了！)

观察探讨下列现象

渗透吸水涨破

(三)步骤：在载玻片上滴一滴红细

生物膜的流动镶嵌模型 教学设计

广平一中 焦红芳

【教材分析】

人教版必修1第4章共3节内容，第1节《物质跨膜运输的实例》，第2节《生物膜的流动镶嵌模型》，第3节《物质跨膜运输的方式》。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜，膜为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，膜结构又是解释物质跨膜运输的方式的基础。这3节内容的内在联系是：功能—结构—功能。由此可见，本节内容在第4章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。

本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。

一、名词解释

1、流动镶嵌模型：认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与磷脂双分子层相结合，有的即在内表面，有的部分或全部嵌入膜中，有的贯穿膜的全层，这些大多为功能蛋白。这一模型强调了膜的流动性和不对称性，较好地体现细胞的功能特点。

2、脂质体：根据磷脂分子可在水相中自我装配成稳定的脂双层膜的球形结构的趋势而制备的人工球形脂质小囊。

3、膜受体：细胞膜上能特异地识别、结合配体，并引起细胞内一系列反应的跨膜蛋白质。 4、膜泡转运：大分子和颗粒物质经一系列膜泡的形成和融合来完成转运过程。

5、receptor-mediated endocytosis：受体介导的胞吞作用。指在细胞膜的有被小窝上，特定受体与相应大分子结合，引发形成有被小泡而实现的选择性快速吞入某物质的过程。

6、active transport：即主动运输，指载体蛋白利用代谢能，逆浓度梯度转运小分子物质过膜的过程。

7、被动运输：不消耗细胞代谢能，将物质顺浓度梯度，从高浓度一侧运输到浓度低一侧的运输方式。运输动力来自于浓度梯度和电位差。被动运输又可以分为简单扩散和协助扩散两种形式。

8、unit membrane：单位膜，在电镜下，生物膜呈现出厚度约7nm的三层结构，内、外两层为电子密度

细胞膜——系统的边界学案

细胞的基本结构

第1节细胞膜——系统的边界 【考点解读】

．简述细胞膜的成分和功能

2．进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。

3．认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 [学习要点] ．

细胞膜的制备方法及其成分特点，在细胞间信息交流的作用 2．

细胞中各种细胞器的形态、结构及功能的联系 3．

细胞核的重要性及结构与功能相适应的特点 学习重点

．细胞膜的成分和功能。

2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 学习难点

．用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。

2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 【自主学习】 一、

细胞膜的制备及成分 、

细胞膜的制备方法

（1）选材：人和其他哺乳动物的 。

（2）原因：这样的红细胞中没有 和众多的 。

（3）过程：把细胞放入 中，细胞由于吸水 ，

细胞内的物质流出，便可得到细胞膜。 2、细胞膜的成分

（1）主要成分：脂质和蛋白质；少量成分： 。

（2）含量最丰富的脂质是 。

实验四十五 植物细胞质膜透性的测定

一、目的

植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面，对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。但植物常受到外界不良因子的影响，而不同植物种类其抗逆性则不同。用电导仪率法测定植物质膜透性的变化，可作为植物抗逆性的生理指标之一。本实验主要测定低温对细胞质膜透性的影响，并掌握用电导仪法测定植物细胞质膜透性的原理及方法。

二、原理

植物细胞的细胞质由一层质膜包围着，这种质膜具有选择透性的独特功能。植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换都必须通过质膜进行。各种不良环境因素对细胞的影响往往首先作用于这层由类脂和蛋白质所构成的生物膜。如极端的温度、干旱、盐渍，重金属离

2＋

子（如Cd等）和大气污染物（如SO2、HF、O3）等都会使质膜受到不同程度的损伤，其表现往往为细胞膜透性增大，细胞内部分电解质外渗，外液电导率增大。该变化可用电导仪测定出来。细胞膜透性变得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱，反之则抗性愈强。

三、材料、仪器设备

1. 材料：植物叶片。

2. 仪器设备：电导仪；电子天平；冰箱；真空泵；真空干燥器；恒温培养箱；电炉；5

0ml

烧杯；50ml量筒；小镊子；纱布；表皿；滤纸条；镜头纸；剪刀；玻棒；胶头滴管；瓷盘。

第2节 《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计

增城市新塘中学 李丽银

一、教学目标 1、知识与技能

①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 ； ②举例说明生物膜具有的流动性的特点 ； ③提高从材料中提取有效信息的能力 2、情感、态度和价值观

①使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点 ； ②培养学生严谨的推理和大胆想象能力 ；

③认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观 。 二、教学重点

1、科学家对生物膜结构的探索历程。 2、生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。 三、教学难点

1、对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一； 2、生物膜的空间立体结构； 3、生物膜的流动性特点。 四、教具准备

1、生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件

2、用荧光纸剪成的磷脂分子、蛋白质分子和泡沫板，图钉 五、设计思路

通过提供的材料，设计一连串的环环相扣的问题来引导学生探讨和分析，让学生感到身临其境，仿佛自己就是那个科学家在思考研究，让学生建立分析思维的目的性、连续性和逻辑性；同时锻炼学生从材料中提取有效信息的能力，大胆作出假设。在探究过程中，让学生用模型摆出磷脂

生物膜流动镶嵌模型

（何一西北工业大学附中 710072）

【教材版本】

本节是人民教育出版社出版的高中生物必修一《分子与细胞》第4章--细胞的能量供应与利用第二节的内容。

【设计理念】

本节课采用“提供资料→提出问题（要求）→做出假设（构建模型）→提供实验验证”的教学模式，通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计，体现学生“自主、探究、合作”的学习方式，感受科学家探索的历程和探索过程的艰辛。

【教材分析】

1.知识结构分析

本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。

2.知识发生发展过程分析

本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构