高中生物老師教案
生物學是實驗科學,觀察是獲得生物知識的重要環節,因此在生物學習中要學會觀察比較。下面是小編給大家帶來的高中生物老師優秀教案7篇,歡迎大家閱讀轉發!
高中生物老師教案篇1
一、教學設計思想
《神經調節》一節是生物第四章的重點和難點,其中反射弧完成反射的過程、神經細胞內部興奮的傳導及神經細胞間興奮的傳遞等內容都比較抽象難懂,如果處理不好則枯燥無味,學生既沒有興趣,又不易做到真正的理解和掌握。因此,我熟讀教材內容后,感覺本節課最關鍵的問題是興奮的本質,因為這是研究興奮的傳導和傳遞的基礎。但教材中只說明了興奮是一種快速的電位變化,而對這種電位變化產生的機理卻只字未提。事實上,根據經驗,這一結論在完全不了解機理的情況下是很難記住的。而我認為這樣一個內容恰恰是培養學生觀察推理能力的好機會。于是,讓學生“知其然還知其所以然”就成了我設計本節課的基本指導思想。
所以,我認真閱讀了陳守良老師編寫的《動物生理學》中關于神經的興奮與傳導一章,也許是陳守良老師形象生動的語言啟發了我,我發現如果將這部分內容適當簡化處理,抽離出主線,再配以形象的描述,學生是完全可以理解的。于是,大致的教學思路基本形成,而這個思路就是按照歷對生物電現象的研究過程展開的。而且,板書的設計力求明確簡練,將最重要的結論留給學生,以便于將來的復習。
二、教學目標
1.知識與技能
(1)通過實例的分析,知道神經調節的基本方式。
(2)通過補充神經生理的一些研究方法,理解興奮在神經纖維上的傳導方式。
2.過程與方法
體驗設計實驗的要點;體會科學研究的一般過程;能利用已知信息分析總結得出結論。
3.情感、態度與價值觀目標
體驗科學家認識問題的思維過程;認同科學研究是一個漫長、充滿艱辛、不斷深化和發展的過程。
三、教學重點和難點
興奮的本質。
四、教學過程
1.復習引入
教師活動:前面學習了體液調節,但體液調節速度較慢,某些活動需要快速反應,如針扎指尖,必須要有一種快速準確的調節方式,這就是神經調節,即通過神經系統來完成的調節,它可以使體內的各個器官系統協調一致,成為一個整體,并使我們對外界的刺激作出迅速準確的反應,從而適應環境。
學生活動:回憶、思考并討論。
2.反射和反射弧
教師活動:神經調節的基本方式是什么?反射是神經調節的基本方式。反射有簡單的,也有復雜的,動物生下來就有的,通過遺傳而獲得的簡單反射叫非條件反射;動物出生后,在生活過程中通過訓練逐漸形成的是條件反射。完成反射活動的結構基礎是反射弧。請學生描述縮手反射的過程,引出興奮一詞。
學生活動:回答問題并描述縮手反射全過程。
3.興奮的本質
教師活動:興奮的本質是什么?興奮怎樣傳到呢?介紹神經細胞的特點和神經纖維的概念。興奮就是沿著神經纖維進行傳導的,好像電流沿著導線傳導,因此人們懷疑這是一種電活動。介紹測量神經纖維電位變化的經典實驗。證明細胞膜內外存在電位差,膜內為負,膜外為正。
學生活動:觀察實驗現象并思考現象出現的原因,小組討論實驗。
4.平靜時電位差形成的離子基礎
教師活動:內負外正的電位差是怎樣產生的呢?與細胞內外帶電離子的分布有關。展示表格,發現膜內外存在著巨大的離子濃度差。細胞未受刺激時,細胞內的鉀離子通過離子通道擴散到膜外,就會形成內負外正的電位差。
學生活動:觀看動畫,討論平靜時電位差的形成機制。
5.興奮時的電位變化和離子基礎
教師活動:興奮時細胞膜會發生一種快速的電位變化,由內負外正變成內正外負,這種快速的電位變化就代表著發生了興奮。離子基礎是由于膜上的鈉離子通道大量開放而導致鈉離子大量進入細胞而造成的。恢復平靜狀態的電位變化主要是由于鉀離子擴散出去實現的。
學生活動:觀看動畫,討論興奮時電位變化的機制。
6.興奮的傳導
教師活動:興奮部位與相鄰的未興奮部位之間有電位差,從而形成局部電流,使相鄰部位也發生了電位變化,說明興奮傳導至該處,而已興奮部位又不斷恢復原先的電位。興奮就是通過形成局部電流的方式迅速向前傳導的。
學生活動:思考興奮傳導的機理,并繪圖表示。
7.總結
興奮的本質是一種電位變化,興奮的傳導是通過局部電流實現的。
五、教學反思
1.利用科學史進行教學對培養學生的生物科學素養有著重要意義。講授科學史要具備兩個條件,首先要考慮學生的接受程度和理解能力,其次要考慮教師對該問題的理解程度和講授技巧。科學史的運用不僅可以提高學生的能力,同時還能豐富課堂,使課程擁有趣味性和觀賞性,這種不斷探索跟揭秘的過程可以牢牢抓住學生的心,這比用其他手段獲得學生的關注更容易。
2.整節課是用一個個問題串起來的。我所教授的是普通班的學生,因此問題的設置很費心思,且需要嘗試修正。合適的問題要能激起學生思考,不能過難,而且要層層推進,步步為營,力爭使所有的學生都能明白最終的結論如何得出。這種教學方法很適合于本班的學生,因此這將是我在今后教學中需要繼續探索的重要課題。
3.整堂課并沒有開展全班大規模的活動或分組討論,基本以教師講授為主,學生進行的只是頭腦中的探究。這種探究方式并不是最理想的,但可能是最符合現狀的。面對巨大的學習壓力和繁多的教學內容,教師只能盡自己的努力營造一個輕松愉快的課堂氛圍,使學生在最短的時間內有的收獲。
4.學生反饋的學習效果較好,能夠將結論較長時間地保留在頭腦中,這得益于圖片和動畫,更關鍵的是理解了這個結論的得出過程。
5.板書是這節課的缺憾,對知識的總結歸納不夠細致,有些隨意,還需改進。
生物學是一門實驗性、綜合性的學科,對本節課的設計就是想充分體現這一點。對實驗的分析推理過程其實是在模擬學生將來從事科研的過程,物理學的應用也是讓學生體驗其他學科在生命科學研究上的作用,讓他們切身感受到自己每天學的東西并不僅僅是為了考試,而是在為將來打基礎,讓他們感受到生物學的魅力。獲得知識的能力遠比知識本身重要,而創造知識才是他們最終的目標,我們應該盡可能幫助他們,這才是我們真正的職責。
高中生物老師教案篇2
教學目標
1、知識與技能:舉例說出生物的性狀,以及親子代間在性狀上的延續現象。舉例說出不同種性狀和相對性狀之間的區別。舉例說出生物的性狀是由基因控制的。
2、過程與方法:以觀察分析圖片資料、文字資料及實驗資料為主線讓學生自己歸納得出什么是性狀、基因控制性狀的結論。
3、情感態度與價值觀:關注轉基因技術給人類帶來的影響。
教學重難點
1、性狀、相對性狀的概念。
2基因控制性狀。
教學過程
導入新課
教師投影展示家庭成員性狀調查表,學生拿出自己完成的調查表。
師生互動:統計數據,發現規律。提出生物的遺傳和變異現象和概念。指出調查表中的各項調查內容,在生物學上屬于生物的性狀。
設計意圖:課前安排的調查活動有助于學生學習能力的提高和學習方法的掌握,借此進一步提高學生的學習興趣。還提供了學生與家長的情感交流,促進親子關系。同時為本節課的問題探討提供了很多較好的素材。
觀看錄像:了解人的各種遺傳性狀。
提出問題:什么是生物的性狀?
引導學生繼續觀察、思考,總結出性狀的概念和相對性狀的概念。
學生活動:觀察幾種生物的性狀。
小組討論:
1、僅憑肉眼的觀察或簡單的測量,就能知道自己所有的性狀嗎?
2、嘗試概括什么是生物的性狀。
3、通過觀察,結合自己的生活經驗,舉例說出同種生物的同一性狀常有哪些不同的表現形式。
小結:生物的性狀和相對性狀的概念。
提出問題:性狀能否直接傳給后代?它又是誰控制的?
學生活動:資料分析――轉基因鼠的啟示。
教師應較詳細介紹此項生物技術的基本過程,以加深學生的理解。
這是一種世世代代都是小體型的鼠,人們在對它做了一些特殊的處理之后,看看它的后代有什么變化。在雌雄小鼠交配后,從雌鼠輸卵管中取出核尚未融合的受精卵;將事先備好的大鼠生長激素基因吸入顯微注射器中,在顯微鏡下將大鼠生長激素基因,注入小鼠核尚未融合的受精卵內的卵細胞核或精子核中,注射之后,受精卵中融合的細胞核中就攜帶著轉入的基因;將已經導入了大鼠生長激素基因的受精卵,注入小鼠的輸卵管中去。這樣小鼠的輸卵管中就有了兩種受精卵,一種是導入了大鼠生長激素基因的受精卵,另一種是輸卵管中原有的未轉基因的受精卵。結果,轉基因把小鼠變成了大鼠,轉基因超級鼠比與它同胎所生的小鼠生長速度快2-3倍,體積大一倍。
小組討論:
1、在這項研究中,被研究的性狀是什么?控制這個性狀的基因是什么基因?
2、轉基因超級鼠的獲得,說明性狀與基因之間是什么關系?
3、由此推論,在生物傳種接代的過程中,傳下去的是性狀還是控制性狀的基因?
小結:基因控制生物的性狀。
教師播放錄像:轉基因技術的運用。
學生活動:觀看錄像,加深對基因決定性狀的理解。
設計意圖:通過以上實驗分析和觀看錄像,以學生非常關注的話題,可調整學生的注意力,增加他們的學習熱情,提高學生的學習效率。從內容上看,有利于學生進一步理解基因控制性狀的事實,確信無疑,相信科學,樹立辯證唯物主義思想觀點。還能利用此片對學生進行科學態度、科學精神和科學方法的教育以及情感、態度和價值觀的教育。
教師提出辯論話題:轉基因技術的利弊(是讓學生課前準備好素材以確保效果)。
學生活動:展開辯論(可臨時組隊)。
小結:轉基因技術和其它許多科學技術一樣,都似一把雙刃劍……。
設計意圖:既訓練了學生的思辨能力、批判性思維和口語表達能力,又使學生明白科學技術應該為人類造福,而不是帶來災難的道理,科學研究的過程應該是具有社會責任感的。另在教學中還要注意提高學生學習的自主性、合作意識和探究能力的培養,力求學生的生物科學素養等其它各方面的綜合能有更大程度的提高。
教師總結:這節課我們知道了性狀、相對性狀以及基因控制生物的性狀等知識,關于這些問題你還有什么疑問嗎?
既然我們知道了生物在傳種接代中傳下去的是控制生物性狀的基因,那么你還想了解基因是怎么傳下去的嗎?是通過什么傳下去的嗎?下節課我們一起來探討這個問題(激起學生進一步探究的熱情,保持生物學習的興趣,養成對科學追求無止境的精神)。
課堂練習:P28(及時反饋并矯正)
課后作業:配套練習《學習與評價》。
高中生物老師教案篇3
一、指導思想
以“鞏固、完善、綜合、提高”為突破口,以教材、和江蘇省《考試說明》為依據,以加強雙基教學為主線,以提高學生能力為重點,著眼于學生、著力于課堂、關注于方法、立足于實效,全面提高學生的綜合素質和應試技巧。
二、復習目標
研究高考動向和命題趨勢,分析試題和學生,力爭在高考中取得優異的成績。構建知識網絡、優化課堂教學、提升學習質量,通過高三復習使學生扎實掌握生物學基礎知識和基本原理,形成較熟練的生物學思想、思維、方法和技巧,培養學生較強的應用生物學知識分析問題和解決問題的能力,激發學生自主學習的興趣、進行自我發展、自我超越。
三、復習策略
第一輪:以教材為主,強化基礎知識。按章節捋清知識點,構建知識體系,配合經典的題例,將主干知識、重點知識向縱橫方向引申和擴展。將五本教材按知識的內在聯系,融合在一起,將知識系統化、網絡化,以利于知識的遷移,這是學科能力、綜合能力培養和提高的前提。
第二輪:注重知識間的縱橫聯系,幫助學生構建知識網絡,突破重、難點。培養學生獲取信息、分析、綜合、探究的能力。強化學科用語、規范用語。以專題復習為主,突出主干、重點,查漏補缺,加強知識的綜合。
第三輪:加強應試能力的強化訓練,總結一、二輪復習中存在的問題,尤其在學生答試卷中所暴露出的缺陷,給學生以技巧的指導,方法的指點。
四、教學策略
(一)把握高考動向,調整復習策略
(二)注重基礎,夯實學科知識的基石
(三)強化聯系,構建學科知識的網絡
(四)重視評講,提升學生的應試能力
(五)認真上好復習課、習題課和講評課
五、復習安排
本學年教學計劃分為兩個部分:
1、上學期:本部分時間從20__年8月——20__年1月,完成高三生物必修知識和選修知識的第一輪復習。
2、下學期:本部分時間從20__年2月——20__年6月初期,總體分為三個階段進行:
第一階段:20__年2月——20__年4月底,完成第二輪專題復習;
第二階段:20__年5月——20__年5月底,進行高考前的強化訓練,有選擇的做五年內各地的高考試卷以及各大市的模擬卷。
第三階段:20__年6月——20__年6月初期,查漏補缺,回歸課本。
六、教學進度(本學期)(第一輪復習)
在假期我們已經復習到遺傳規律結束了,所以本學期開始從必修二的第四章《遺傳的分子基礎》開始復習。
高中生物老師教案篇4
關注癌癥
一、細胞癌變原因:
內因:原癌基因和抑癌基因的變異
物理致癌因子
外因:致癌因子化學致癌因子
病毒致癌因子
二、癌細胞的特征:
(1)無限增殖
(2)沒有接觸抑制。癌細胞并不因為相互接觸而停止__
(3)具有浸潤性和擴散性。細胞膜上糖蛋白等物質的減少
(4)能夠逃避免疫監視
三、我國的腫瘤防治
生物關注癌癥知識點
1、腫瘤的“三級預防”策略
一級預防:防止和消除環境污染
二級預防:防止致癌物影響
三級預防:高危人群早期檢出
2、腫瘤的主要治療方法:
放射治療(簡稱放療)
化學治療(簡稱化療)
手術切除
高中生物老師教案篇5
一、教學目標:
1.使學生了解動物的攻擊行為和防御行為的概念和意義。
2.通過閱讀和討論,在學生了解動物攻擊行為和防御行為概念的基礎上設計一個觀察或實驗方案,培養其實驗能力。
3.通過引導學生將所學的動物的攻擊行為和防御行為方面的知識,用于觀察或實驗設計,教育學生注重理論聯系實際;通過小組討論、合作學習,培養學生團隊精神。
二、重點、難點分析
1.本課的重點是動物攻擊行為和防御行為的概念。
本章的主要內容是介紹了六種主要的動物行為類型。其中,首先介紹了動物的攻擊行為和防御行為。同種動物個體之間爭奪生存空間和生活條件的斗爭產生攻擊行為;不同種動物之間保護自己、防御敵害的行為是防御行為。這是動物的最基本的生存行為方式,是本節的重點。
2.若不安排觀察動物的攻擊行為和防御行為,本課無難點。
在第一節介紹了研究動物行為的方法后,根據學校的條件和學生的情況適當安排一些觀察活動,則不僅有利于學生理解動物攻擊行為和防御行為的概念,而且有利于培養學生的觀察能力,也是對學生進行科學方法的訓練。如安排此項活動,則難點在于就近選擇適于進行觀察的動物;安排觀察的時間、地點和觀察方式;如何組織學生分組進行觀察;怎樣使每個學生都能參與觀察活動和指導學生設計、制作觀察記錄表等。
三、教學過程設計
(一)本節課的參考課時為1課時
(二)教學過程
1.復習動物行為的概念,講評小組觀察計劃和實驗設計:
可以將學生小組所畫的概念圖用投影片打在屏幕上,請該組學生介紹他們畫概念圖的思路,通過交流概念圖的繪制情況復習動物行為的概念。
對有些小組進行的觀察計劃或實驗設計進行講評,主要表揚小組對學習生物學的積極性,說明學習科學必須注重觀察和實驗,建議小組繼續完善本組的觀察計劃或實驗設計,并幫助小組盡量實施其計劃。
2.引入新課:
課前,盡量準備關于動物攻擊行為和防御行為的錄像片,如電影《生物的進化》中有兩只斗雞相互攻擊的生動鏡頭;中央電視臺播放的《動物世界》欄目中有許多動物攻擊與防御行為的節目,如“兔子”、“白犀牛”、“克什米爾赤鹿”等錄像片中都有精彩的鏡頭。上課時,先播放有關動物攻擊行為的錄像,再播放有關動物防御行為的錄像,用時3~5分鐘。請學生歸納這些行為,從而引出本節課題。
3.自學本課內容:
①瀏覽課文。
②將動物的攻擊行為和防御行為進行對比,琢磨二者概念有哪些共同點和不同點;將書上介紹的動物的攻擊行為和防御行為與自己原有的認識作對比,想一想有什么不同之處,記下所想到的問題。
③慢而透徹地閱讀課文,仔細看彩圖,想一想能否舉出與書上例子不同的動物攻擊行為的例子;同樣仔細看書上三幅插圖,想一想能否舉出與書上例子不同的動物防御行為的例子,用自己的話歸納動物的攻擊行為和防御行為的概念。
4.小組討論:
①交流閱讀課文時想到的問題,對問題進行討論。
②補充動物攻擊行為和防御行為的例子,討論對動物攻擊行為和防御行為的概念的理解;討論動物的攻擊行為和防御行為對動物個體和種族的意義。
5.全班討論:
①請小組代表匯報小組討論的情況,介紹本組舉出的與書上例子不同的動物攻擊行為和防御行為的例子,著重說明本組對動物攻擊行為和防御行為的概念的理解。對學生代表的發言要認真聆聽,及時點評。
②教師引導學生概括本課的知識結構。
6.建議學生邊學習動物行為的類型,邊完善各組上節課進行的觀察或實驗設計,爭取將觀察或實驗設計付諸行動。
高中生物老師教案篇6
教學目標
1.說明酶在細胞代謝中的作用、本質和特性。
2.通過閱讀分析"關于酶本質的探索"的資料,認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。
3.進行有關的實驗和探究,學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設置對照組和重復實驗。
教學重難點
教學重點:酶的作用、本質和特性。
教學難點
(1)酶降低化學反應活化能的原理。
(2)控制變量的科學方法。
教學工具
教學課件
教學過程
一、情境創設。
人不吃飯行嗎?食物進入人體內發生了怎樣的變化?這些問題在現在來說都已經十分清楚了。這些變化過程在其他生物中有沒有呢?早在二百多年前科學家就對此進行了探索。
實驗介紹:1783年意大利科學家斯帕蘭札尼將肉塊放在小巧的金屬籠中,然后讓鷹吞下,過了一段時間,將籠子取出,肉塊不見了。
問:(1)為何要將肉塊放在籠子中?
答:排除了胃對肉塊的物理性消化。
問:(2)對肉起消化作用的是什么物質?
答:一定是某些物質進入到金屬籠中,使肉分解。現在已經知道這個能讓肉分解的物質就是--酶。
問:(3)進行肉類消化的過程的條件是怎樣的?
答:進行分解肉的反應是在一種極溫和的條件下進行的。
問:(4)在實驗室中能否也能讓肉分解?能的話需要怎樣的條件?
答:實驗室也能進行肉的分解,但是比起在生物體中來說,需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈的條件才能進行。
二、問題探討
1.這個實驗要解決的問題是:鳥類的胃是否只有物理性消化,沒有化學性消化?
2.是胃內的化學物質將肉塊分解了。
3.提示:收集胃內的化學物質,看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。
總結:對于一個生物體來說要進行的生理活動非常之多,構成生物體的每一個細胞內的物質需要不斷地合成與分解,不斷地處于自我更新的狀態,而這種自我更新的過程完全依賴于細胞內發生的生物化學反應,每一個化學反應都伴隨著能量的變化。細胞中全部有序的化學變化的總稱就叫細胞代謝。
細胞生存的條件是很溫和的,那么細胞內數量如此巨大的生物化學反應如何在常溫、常壓、水溶液環境、pH接近中性的條件下,迅速高效地進行呢?在化學反應中有沒有提高化學反應的方法呢?
三、過氧化氫在不同條件下的分解
實驗前介紹:動植物在代謝中產生的過氧化氫,對機體是有毒的。機體通過過氧化氫酶,催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。鐵離子也可催化這一反應。
2H2O2 H2O+O2
問:如何獲得過氧化氫酶?
答:新鮮肝臟中含有較多的過氧化氫酶,所以新鮮肝臟研磨液含有較多的過氧化氫酶。
按以下實驗步驟來進行實驗:
對上述實驗進行分析,對照實驗的特點。
問:上述實驗分成了1、2、3、4號四支試管,哪些是四支試管共同的條件?兩兩比較不同的條件有幾個?
答:共同點:都在試管中加入2 mL H2O2溶液,都在相同的壓力下進行。
不同點:1和2:只有溫度不同;1和3:3多了2滴FeCl3溶液;1和4:4多了2滴肝臟研磨液;3和4:加入的催化劑不同。
問:1號試管沒有加任何試劑,它起的作用是什么?
答:它起的是對照的作用。
結論:進行該實驗的其他因素相同,而只有其中某一因素不同,觀察其對實驗結果的影響。如果結果不同,那么影響該結果的就是這一不同的因素。在上述實驗3試管和4試管只有加入的催化劑不同,那么該實驗的結果3放的氧氣少,4放出氧氣多就是因為加入到4號催化劑的催化效率比加入到3號的高。即酶具有高效性。
問:2和4試管現象基本相同,能否在生物體中也利用2的方法來解毒?
答:不能。加熱到這樣的溫度會造成生物的細胞死亡。
問:能否用同一滴管給3和4試管加FeCl3溶液和肝臟研磨液?
答:不能。共用滴管會讓肝臟研磨液(或FeCl3溶液)殘留在滴管內,難以判斷出過氧化氫的分解是哪種滴加液的作用,影響實驗結果的準確。
問:為何酶的催化效率會比無機催化劑更高呢?
答:酶降低了活化能。活化能就是分子從常態轉化變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。活化能越大,反應就越不容易進行,反之就容易進行。
四、總結
在生物體中,生物體內的化學反應每時每刻進行著。以人為例:據估計人體細胞內每分鐘大約要發生幾百萬次的化學反應,這么多的化學反應能在人體中順利而迅速地完成,完全是靠酶的催化作用。它和無機催化劑相比,具有更高的催化效率。
酶在細胞內的物質變化過程中起著重要作用,這個作用是其他物質無法代替的。它降低了化學反應中的活化能,而自身卻沒有發生變化,所以是一種催化劑。它是細胞內產生的,所以它也是細胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。
在醫院常用雙氧水作為身體出現小傷口的消毒用藥,能觀察到什么現象嗎?試解釋該現象。
能看到傷口有氣泡產生。原因是人體細胞中產生的酶將雙氧水分解成了水和 氧氣。
課后小結
酶在細胞內的物質變化過程中起著重要作用,這個作用是其他物質無法代替的。它降低了化學反應中的活化能,而自身卻沒有發生變化,所以是一種催化劑。它是細胞內產生的,所以它也是細胞中具有高效催化效率的生物催化劑。它的作用就是降低活化能。
高中生物老師教案篇7
課標要求
1、簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容
2、舉例說明生物膜具有流動性特點
3、舉例說出細胞膜是選擇透過性膜
4、細胞膜的成分與功能
5、科學家對細胞膜結構的探索過程
知識網絡體系
基本支架 磷脂雙分子層
蛋白質鑲嵌不對稱
生物膜 結構特點 流動性
細胞膜的外表有糖被和糖脂
主要成分 磷脂、蛋白質和少量糖類
功能特點 選擇透過性
重難熱點歸納
1、對生物膜結構的探索歷程
時間 科學家 科學實驗 假說
19世紀末
歐文頓
用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗,發現脂質更容易通過細胞膜 膜是由脂質組成的
1925年 兩位荷蘭科學家 從細胞膜中提取脂質,鋪成單層分子,面積是細胞膜的2倍 細胞膜中脂質為連續的兩層
1959年 羅伯特森 在電鏡下看到細胞膜由“蛋白質—脂質—蛋白質”的三層結構構成 生物膜為三層靜態統一結構
1970年 弗雷和埃迪登
分別用綠色和紅色熒光染料標記兩種細胞的蛋白質,并將兩細胞融合,發現熒光均勻 細胞膜具有流動性
1972年 桑格和尼克森
在新的觀察和實驗證據基礎上 提出流動鑲嵌模型
__生物膜的分子結構模型有多種,較為流行的如“流動鑲嵌模型”
2、生物膜分子結構的基本特點是:
(1)鑲嵌性:膜的基本結構是由脂雙分子層鑲嵌蛋白質構成的
(2)流動性:膜結構中的蛋白質和脂類分子在膜中可作多種形式的移動。膜整體結構也具有流動性。流動性的重要生理意義:物質運輸、細胞識別、細胞融合、細胞表面受體功能調節等。
(3)不對稱性:膜兩側的分子性質和結構不相同
(4)蛋白質極性:多肽鏈的極性區突向膜表面,非極性部分埋在脂雙層內部。故蛋白質分子既和水溶性也和脂溶性分子具有親和性。
3、流動鑲嵌模型的基本內容
結構特點:
(1)磷脂雙分子層:構成膜的基本支架
(其中磷脂分子 的親水性頭部朝向兩側,疏水性尾部朝向內側)
(2)蛋白質分子:在膜表面,或部分或全部鑲嵌在磷脂雙分子層
糖被(少量):細胞膜外表
功能特性:
(3)脂分子是可以運動的,具有流動性;
(4)膜的蛋白質分子也是可以運動的。(也體現膜的流動性)
(5)細胞膜外表,有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結合
形成的糖蛋白,叫做糖被。(糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯系)
4.為什么說細胞膜是選擇透過性膜?
水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的,其他物質的跨膜運輸并不都是這樣,這取決于細胞生命活動的需要。細胞對物質的吸收是有選擇的。
結論:細胞膜不僅是半透膜,還是選擇透過性膜
經典例題剖析
例題1 變形蟲可以吞噬整個細菌,這一事實說明( )。
A、細胞膜具有選擇透過性; B、細胞膜具有全透性;
C、細胞膜具有一定的流動性; D、細胞膜具有保護作用。
【答案】C
【解析】 本題考核的知識點為細胞膜的結構特性,但卻是通過一個實例請同學分析,要求同學們能將所學的知識加以運用,從而得出正確答案。很多同學會誤選A,該選項是細胞膜的功能特性,但與題目情境不符。
例題2(湖北模擬題)莧菜的細胞液中有一些紅色的物質,無論用清水怎么洗,清水仍不見紅色物質,但若把莧菜放入沸水中一燙,水立刻變成紅色。這個現象是因為
A.沸水使細胞膜失去選擇透過性 B.在清水中細胞膜沒有選擇透過性
C.沸水中色素分解成小分子物質 D.在清水中沒有物質出入
[解析] 細胞膜的結構特點是具有流動性,細胞膜的生理功能是具有選擇透過性,這是活細胞所特有的功能。通常情況下,色素等物質是大分子,又是細胞需要的,活細胞的細胞膜是不會讓其輕易外出的,所以在清水中,紅色色素是不會出來的。若放入沸水中,高溫殺死了細胞,破壞其結構,使細胞膜失去活性,細胞膜就成為通透性的了,失去了選擇性后,細胞里的色素物質就可以不受限制地出來了,故使水變成紅色。
[答案] A
基礎試題訓練
一、選擇題
1、據研究發現,膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質較容易優先通過細胞膜,這是因為( )
A 細胞膜具有一定流動性 B 細胞膜是選擇透過性
C 細胞膜的結構是以磷脂分子層為基本骨架 D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質分子
2、下列哪一種膜結構能通過生物大分子( )
A 細胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜
3、一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質中擴散出來,進入一相鄰細胞葉葉綠體基質內,共穿過的生物膜層數是( )
A 5 B 6 C 7 D 8
4、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關系的化學物質是( )
A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
5、變形蟲的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細胞能吞噬病菌,這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的( )
A 保護作用 B 一定的流動性 C 主動運輸 D 選擇透過性
6、下列物質中,不能橫穿細胞膜進出細胞的是( )
A 維生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰島素
7、生物膜上的蛋白質通常與多糖結合成糖蛋白。在細胞生命活動中,糖蛋白在細胞的識別以及細胞內外的信息傳導中有重要的功能。下列生物結構中,糖蛋白含量可能最多的是( )
A.類囊體的膜 B.線粒體的膜 C.細胞膜 D.內質網膜
8、水溶性染色劑PI,能與核酸結合而使細胞核著色,可將其應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中,僅有死亡細胞的核會被染色,活細胞則不著色,但將PI注射到細胞中,則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞的基本原理是 ( )
A.死細胞與活細胞的核酸結構不同 B.死細胞與活細胞的核酸含量不同
C.活細胞能分解染色劑PI D.活細胞的細胞膜阻止PI的進入
9、結合表中數據,指出下列敘述錯誤的是 ( )
成分
線粒體膜 蛋白質
(質量分數/%) 脂類
(質量分數/%)
外膜 52 48
內膜 76 24
A.內膜含有許多與有氧呼吸有關的酶 B.內膜比外膜具有更多的功能
C.內膜、外膜的化學組成大致相同 D.內膜表面積大,導致蛋白質含量高
10、一位科學家發現,當溫度升高到一定程度時,細胞膜的厚度變小而面積增大,這是由于細胞膜的什么特性所決定的?( )
A.是選擇透過性膜 B.具有一定的流動性 C.具有專一性 D.具有運輸物質的功能
11、生物膜的結構特點是
A、構成生物膜的磷脂分子可以運動
B、構成生物膜的蛋白質分子可以運動
C、構成生物膜的磷脂分子和蛋白質分子是靜止的
D、構成生物膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子可以運動
12、細胞膜具有識別功能主要決定于
A、膽固醇 B、蛋白質 C、磷脂 D、糖類
13、不是細胞膜成分的是
A、蛋白質 B、糖類 C、脂質 D、核酸
14、下列說法正確的是
A、磷脂分子在細胞膜的功能上起重要作用,所以功能復雜,磷脂分子種類和數目就多
B、磷脂分子在細胞膜的功能上起重要作用,所以功能復雜,磷脂分子種類和數目就要一樣
C、蛋白質分子在細胞膜的功能上起重要作用,所以功能復雜,蛋白質分子種類和數目就多
D、蛋白質分子在細胞膜的功能上起重要作用,所以功能復雜,蛋白質分子種類和數目就一樣
15、細胞壁的功能特點是
A、全透性 B、半透性 C、不透性 D、選擇透過性
16、細胞壁的化學組成是
A、膽固醇與纖維素 B、纖維素與果膠 C、果膠與磷脂 D、磷脂與蛋白質
17、血液中的氧氣進入肌肉細胞的線粒體進行有氧呼吸,至少要經過的膜和磷脂層的數目是
A、3、6、 B、3、3 C、2、4 D、2、2
18、大分子蛋白質能夠通過的結構是
A、線粒體膜和葉綠體膜 B、細胞膜和液泡膜 C、選擇透過性膜 D、細胞壁和核孔
19、科學家將哺乳動物或人的成熟紅細胞放進蒸餾水中,造成紅細胞破裂出現溶血現象,再將溶出細胞外的物質沖洗掉,剩下的結構在生物學上稱為“血影”,那么,血影的主要成分有( )。
A.無機鹽、蛋白質 B.蛋白質、糖類 C.脂肪、蛋白質 D.脂質、蛋白質
20、下列對細胞內各種生物膜的結構和組成的敘述中,錯誤的是( )。
A. 主要由蛋白質、脂類和少量糖類組成
B.磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架
C.不同生物膜上的蛋白質的種類和數量不同
D.內質網膜能生成高爾基體膜,說明兩者化學組成完全相同
21、一般在光學顯微鏡下看不到植物細胞的細胞膜,而在下列的哪種情況下,可以看到細胞膜( )。
A.細胞進行分裂時 B.發生質壁分離時
C.顯微鏡視野調亮時 D.細胞吸收水和離子時
22、科學家將細胞膜中的磷脂成分提取出來,并將它在“空氣-水”界面上鋪成單分子層,發現這個單分子層的表面積相當于原細胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子在細胞膜上的分布狀況是( )。
A.單層排列 B.均勻稀疏排列 C.雙層排列 D.均勻緊密排列
23、下列有關細胞膜性質的說法中,錯誤的是( )。
A.具有流動性和選擇透過性 B.蛋白質均勻分布于磷脂雙分子層上
C.脂類小分子易于自由擴散通過 D.磷脂雙分子層內外表面都親水
24、下列哪項敘述不是細胞膜的結構特點?( )
A.細胞膜是選擇透過性膜 B.細胞膜由磷脂分子和蛋白質分子構成
C.細胞膜的分子結構具有流動性 D.有些蛋白質分子可在膜的內外之間移動
25、使磷脂類特別適于形成細胞膜的特性是( )。
A.它們是疏水的 B.它們是親水的
C.它們迅速吸水 D.它們既是親水的又是疏水的
26、如果植物細胞膜由選擇透過性膜變成了全透性膜,則該細胞將( )。
A.縮小 B.膨脹 C.死亡 D.生長
27、(多選題)以下關于細胞膜的論述中,正確的是
A、 磷脂分子排列成雙分子層
B、膜兩側物質分子排列不對稱
C、球形蛋白質分子覆蓋或鑲嵌在磷脂雙分子層中
D、組成膜的物質的運動使其具有一定的流動性
二、非選擇題
1、根據細胞膜的化學成分和結構特點,分析下列材料并回答有關問題:
(1)1895年Overton在研究各種未受精卵細胞的通透性時,發現脂溶性物質容易透過細胞膜,不溶于脂類的物質透過細胞膜十分困難。這表明組成細胞膜的主要成分中有_________________。
(2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取紅細胞膜的類脂,并將它在空氣一水接面上展開時,這個單層分子的面積相當于原來紅細胞表面積的兩倍。由此可以認為細胞膜由_________組成。
(3)科學工作者用綠色和紅色熒光染料,分別標記人和鼠的細胞膜上的蛋白質,然后將兩個細胞融合成一個細胞。起初,一半膜發綠色熒光,另一半膜發紅色熒光。一段時間后,兩種顏色的熒光點均勻分布,如下圖所示:
① 該實驗結果說明細胞膜_________________,這是因為_____________________________________
__________________________________。
②若在兩個細胞融合成一個細胞后,將融合細胞置于0℃條件下保持40分鐘,則融合細胞仍是一半膜發綠色熒光,另一半膜發紅色熒光,這說明__________________________。
③細胞融合時常用的病毒促融劑是_________。
2、對生物膜結構的探索歷程
19世紀末,歐文頓的實驗和推論:膜是由 組成的;
20世紀初,科學家的化學分析結果,指出膜主要由 和 組成;
1959年羅伯特森提出的“三明治”結構模型:所有生物膜都由 三層結構;
1970年,熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,指出細胞膜具有 ;
1972年,桑格和 提出了 。
3.構成細胞膜相鄰的磷脂分子之間每分鐘換位100萬次,這表明細胞膜具有_________的特性。
4.科學家研究細胞膜結構的歷程是從_______________的現象開始的。__________是了解結構的基礎,__________又提供了探究結構的線索。人們在__________的基礎上提出假說,又通過進一步的__________來修正假說,其中__________的進步起到關鍵的作用。
5.有人研究未受精卵細胞的透性時,發現脂溶性物質很容易通過細胞膜,而不能溶于脂質的物質則不容易通過細胞膜。由此可見,細胞膜的化學成分中一定有某種物質,有利于脂質物質的通過。將這種物質提取出來,并將它在空氣-水界面是鋪成單分子層是,這個分子層的面積相當于原來細胞表面積的兩倍。根據以上事實推測:
(1)細胞膜上的這種化學成分是__________。
(2)這種化學成分在細胞膜上的分布狀況是:____________________。
6.在人和鼠的細胞融合實驗中,用兩種熒光物分別標記兩種抗體,使之分別結合到鼠和人的細胞膜表面抗原物質上(如圖4-7)。實驗結果表明,細胞開始融合時,人、鼠細胞的表面抗原“涇渭分明”,各自只分布于各自的細胞表面;但在融合之后,兩種抗原就平均地分布在融合細胞的表面了。請分析回答下面的問題。
圖4-7
(1)細胞融合的實驗表明了組成細胞膜的__________分子是可以運動的,由此也證明了細胞膜具有__________的特點。
(2)在細胞融合實驗中,一種抗體只能與相應的抗原結合,說明了這類物質在分子結構上具有__________性。
(3)細胞融合實驗若在20℃條件下進行,則兩種表面抗原平均分布的時間大大延長,這說明__________________________________。若在1℃條件下,兩種表面抗原便難以平均地分布,這又說明____________________________。
創新應用訓練
1、下面材料顯示了研究人員對細胞成分及結構的研究情況,
請據材料分析:
材料一 研究人員將哺乳動物(或人)的紅細胞低滲處理,造成溶血現象,使血紅蛋白和無機鹽等溶出細胞外,剩下“空殼”(稱為血影),并對其進行化學成分分析。通過血影研究以及其他方法,測得多種膜的化學成分,如表:
蛋白質(%)
脂類(主要是磷脂)(%)
糖類(%)
人紅細胞膜
49
43
8
小鼠肝細胞膜
44
52
4
變形蟲膜
54
42
4
線粒體內膜
76
24
0
菠菜葉綠體片層膜
70
30
0
(1)從以上處理可推知血影即為純 材料,可用于研究。
(2)以上數據顯示,構成細胞膜的化學成分主要是 ,構成細胞膜與細胞內膜(構成細胞器膜)的化學物質的種類有一些差異,這些差異有可能造成兩者 上的差異。
材料二 用丙酮從細胞膜中提取脂質(主要是磷脂),然后將提取的脂質放在一個特制的水槽中,將其制成單分子層,并測量其表面積,將測量結果與紅細胞表面積比較,發現前者是后者的兩倍。
右圖是磷脂分子的模式圖,一個磷脂分子是由一個親水的極性頭部和疏水性尾部構成。
(3)根據材料二所給信息可以推測,細胞膜中的磷脂分子是
以 形式排列的,根據細胞膜內外的水溶液環境和磷脂分子的特性,請推測磷脂分子在細胞膜中的排列形式(參照磷脂分子模式圖)并繪簡單示意圖。
材料三 研究人員用紅色熒光標記人細胞膜的抗體(蛋白質),用綠色熒光標記小鼠細胞膜上的抗體,然后將二者融合。開始時一半是綠色,一半是紅色。在37℃下40分鐘后發現兩種熒光呈均勻分布。
(4)該實驗說明 。
綜合以上實驗及其他實驗,科學家提出了細胞膜的“流動鑲嵌模型”。
2、利用以下材料設計一個實驗驗證活細胞的細胞膜具有選擇透過性,而死細胞的細胞膜則失去選擇透過性。
實驗材料和用具:顏色鮮艷的鮮花、試管、小燒杯、酒精燈、火柴、試管夾、培養皿、清水
提出問題:
作出假設:
預測實驗結果:
實驗步驟:
第2節 生物膜的流動鑲嵌模型
一、選擇題
1—5 CBAB 6—10 DCDDB 11—15 DBDCA 16—20 BADDD 21—26 BCBADC 27 ABD
二、非選擇題
1、(1)脂類分子
(2)磷脂雙分子層(或兩層磷脂分子)
(3)①具有一定的流動性蛋白質分子的運動性引起的 ②蛋白質分子的活動受溫度的影響 ③仙臺病毒
2、脂質 脂質 蛋白質 蛋白質-脂質-蛋白質 流動性 尼克森 流動鑲嵌模型
3、運動(流動)
4、物質跨膜運輸 分析成分 現象和功能 實驗觀察 實驗 方法和技術
5、(1)磷脂 (2)連續的兩層
6、(1)蛋白質等 流動性 (2)特異 (3)隨環境溫度的降低,膜上蛋白質分子的運動速度減慢 環境溫度很低時,膜上蛋白質分子的運動幾乎停止
三、創新應用題
(1)細胞膜
(2)脂質(或磷脂)和蛋白質;功能
(3)雙分子層;
(4)構成細胞膜的蛋白質分子是可以運動的,磷脂雙分子層也具有一定的流動性(或細胞膜的流動性)
2、提出問題:
鮮花的活細胞里的色素是否被選擇?能出來嗎?死細胞又如何?
作出假設:
活細胞中的色素不被選擇排出,死細胞的膜失去了選擇性,滲出.
預測實驗結果:
鮮花放入水中,水不變色;加熱殺死細胞,一段時間后,水變色.
實驗步驟:
1、把鮮花放入水中浸泡一段時間,水不變色。(作為對照組)
2、再把一些鮮花放入水中加熱煮沸,殺死細胞,冷卻,一段時間后,水變色
結論:
實驗現象與預測一致,說明活細胞的細胞膜具有選擇透過性,而死細胞的細胞膜則失去選擇透過性,物質可以自由擴散進入