2014屆高一生物 細胞膜 系統(tǒng)的邊界示范教案 新人教版

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1、 第1節(jié) 細胞膜——系統(tǒng)的邊界 ●從容說課 本節(jié)通過前言部分的教學，把組成細胞的分子與細胞結(jié)構建立起聯(lián)系。組成細胞的分子不能單獨發(fā)揮生命功能，只有在細胞中以一定的方式有機地構建起來，才能表現(xiàn)生命。然后由外而內(nèi)分析細胞各部分結(jié)構特點與其功能的適應性。本節(jié)中細胞膜的教學，通過制備細胞膜的實驗和一些資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：（1）細胞膜的主要成分。（2）細胞膜的功能。通過本節(jié)的教學，使學生對第1章中有關組成細胞的元素和化合物的功能的認識具體化、結(jié)構化，使學生對細胞的結(jié)構和功能的認識物質(zhì)化（達到分子水平）。 本節(jié)實驗是一個體驗性的“制備實驗”，要讓學生從實驗中體會科學研究的思路和方法，培

2、養(yǎng)基本的生物學研究能力，提高科學素質(zhì)。例如根據(jù)實驗目的，如何選擇合適的實驗材料，用什么方法可以得到實驗材料，以及如何純化等等?？紤]實驗操作的具體細節(jié)，在操作過程中，細觀察，勤思考?？紤]如何克服實驗中遇到的困難，改善實驗，以達到最佳效果。 ●三維目標 1.知識與技能 （1）簡述細胞膜的成分和功能。 （2）臨時裝片的制作和顯微鏡的熟練操作。 2.過程與方法 （1）體驗制備細胞膜的方法，學會調(diào)整視野與選擇觀察范圍。 （2）通過設計和分析實驗，培養(yǎng)學生的科學探究能力。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）參與問題探討與實驗結(jié)果分析。 （2）通過對細胞結(jié)構和功能的學習讓學生體會生命的精致完美

3、，教育學生崇尚生命、熱愛科學。 ●教學重點 1.細胞膜的成分和功能。 2.實驗技能的鞏固提高。 ●教學難點 1.制備細胞膜時，觀察到紅細胞的變化。 2.形象地理解細胞膜的功能，體會細胞膜作為細胞這個生命系統(tǒng)的邊界的重要意義。 ●教具準備 2 / 14 1.紅細胞稀釋液與相關實驗用具。 2.顯微投影。 3.演示文稿與圖片。 ●課時安排 1課時 ●教學過程 ［課前準備］ 課前老師準備好人或哺乳動物（豬、兔等）的新鮮的紅細胞稀釋液（血液加適量的生理鹽水），以及相關的實驗用具。 ［情境創(chuàng)設］ 翟中和院士說：“我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智

4、能電腦更精巧！”，你們認為他這話說得對嗎？（學生思考，有的認為有道理，有的覺得很難判斷）現(xiàn)代電腦的精密已經(jīng)令人不可思議了，小小的一個細胞，怎么可能比電腦還精巧呢？大家別忘了，電腦再精密，也是人造出來的，而人類盡管已經(jīng)分析出細胞的成分以及結(jié)構，卻至今造不出細胞。為什么呢？別小看了小小的細胞，因為細胞不是簡單的物質(zhì)的堆砌，組成細胞的分子只有在細胞中以一定的方式有機地構建起來，才能表現(xiàn)生命。這就是細胞的精巧所在。下面，就讓我們來看看細胞的基本結(jié)構吧。 出示幾張光學顯微鏡下的細胞圖片（圖3－1－1），包括植物細胞和動物細胞、染色的和未染色的細胞。 植物細胞

5、經(jīng)過染色的動物細胞 未經(jīng)染色的動物細胞 圖3－1－1 ［師生互動］ 1.問題探討 從學生使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞的經(jīng)驗引入問題探討。 教師：懂得區(qū)分顯微鏡視野中的水泡、氣泡和細胞嗎？（學生思考討論回答） 參考答案：水泡有一圈很粗的黑邊，氣泡是光亮的，水泡和氣泡里面只有空氣，而細胞可以觀察到有具體的結(jié)構和內(nèi)容物，如植物細胞的細胞壁，動植物細胞的細胞質(zhì)、細胞核等。細胞是立體的，在顯微鏡下，通過調(diào)節(jié)焦距可以看到它的不同層面。 教師：光學顯微鏡下能不能看見細胞膜？（學生思考討論回答） 參考答案：正常的植物細胞細胞膜緊貼著細胞壁，完全觀察不到；動物細胞染色后很容易看出細胞

6、與細胞之間，細胞與外界環(huán)境之間有明顯的界限，未染色的動物細胞觀察效果不明顯，但仍然可以分辨它們的界限，這個界限我們判斷就是細胞膜。 教師：如何確定細胞膜的存在？（學生思考討論回答） 參考答案：雞蛋的卵黃部分就是一個細胞，輕輕碰觸完整的卵黃表面，可以感受到它有彈性，用尖銳的物體挑破它，黃色的漿液就流散出來。也就是說，那層包裹著黃色漿液的透明薄膜就是細胞膜了。 活細胞是具有生命活動的，每個活細胞都可以看作是一個獨立的生命王國。在我們深入探尋這個生命王國的運行秘密之前，首先要跨越它的邊界——細胞膜。 教師：這層神秘的屏障是由什么物質(zhì)組成的？ 要分析細胞膜的化學成分，首先要把這層屏障從細胞上

7、剝落下來單獨地進行研究。 教師：絕大多數(shù)的細胞個體都非常的小，如何才能使細胞膜和細胞的其他部分分離呢？ 2.學生實驗 下面我們通過一個實驗來體驗制備細胞膜的方法。 實驗選材 教師：動植物細胞都有細胞膜，細胞內(nèi)的細胞核以及葉綠體、線粒體等等這些細胞器也有膜結(jié)構，我們選擇什么樣的材料進行實驗才會使細胞膜制備起來更容易，而又不會跟其他的膜混在一起呢？ 哺乳動物成熟的紅細胞是一種很好的材料，因為它沒有細胞核和葉綠體等眾多的細胞器，也沒有細胞壁。因此我們可以選擇人血、兔血或者豬血等容易取得的材料來進行實驗。如果能夠使紅細胞的細胞膜破裂，里面的物質(zhì)都流出來，剩下的空殼不就是細胞膜了嗎？ 教師

8、：那么，用什么方法可以使紅細胞的細胞膜破裂呢？ 實驗原理： 細胞吸水和失水的原理（圖3－1－2）。 形態(tài)正常的人的紅細胞 紅細胞吸水膨脹 漲破的紅細胞 圖3－1－2 把紅細胞放在蒸餾水當中，由于細胞內(nèi)外濃度差的關系，水分就會不斷進入細胞，細胞吸水開始膨脹，如同給氣球吹氣一樣慢慢地鼓起來，太多的水分進入細胞，最后會將細胞膜撐破，使里面的物質(zhì)流出來。 材料用具 兔（或人、豬）的新鮮的紅細胞稀釋液（血液加適量的生理鹽水）、蒸餾水、滴管、吸水紙、載玻片、蓋玻片、鑷子、顯微鏡。 方法步驟 1.制作臨時裝片。 2.顯微鏡下觀察。 3.滴加蒸餾水

9、并吸引。 4.觀察細胞變化。 操作要求 1.裝片制作較好。 2.顯微鏡操作熟練。 3.蒸餾水的滴加不弄污鏡頭，吸引不吸走細胞。 4.尋找最先進水部分的細胞觀察。 小結(jié)：教師選取學生實驗效果明顯的裝片，通過顯微投影投示出來，大家觀看，交流成功制備的經(jīng)驗，尋找實驗失敗的原因。 討論：如果不是在裝片而是在試管進行實驗，細胞破裂后，流出的內(nèi)容物和細胞膜都混雜在蒸餾水中，還要用什么方法才能獲得比較純的細胞膜？ ［教師精講］ 1.細胞膜的成分 科學家們通過電子顯微鏡觀察細胞膜，并對細胞膜和細胞中其他各種膜進行微量化學成分分析,發(fā)現(xiàn)膜主要含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩大類物質(zhì)。蛋白質(zhì)約占膜干重的4

10、0%,脂質(zhì)約占50%（圖3－1－3），其中脂質(zhì)以磷脂為主。此外,細胞膜還含有約10%的碳水化合物,但是碳水化合物都是和膜蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂,分布在細胞膜的外表面（圖3－1－4）。 圖3－1－3 圖3－1－4 各種膜所含的蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例同膜的功能有關,機能活動較旺盛的膜,其蛋白質(zhì)含量較高,因為膜的功能活動主要由蛋白質(zhì)來承擔。下面我們來看看細胞膜有什么功能。 2.細胞膜的功能 細胞膜與細胞的物質(zhì)交換、細胞識別、分泌、排泄、免疫等功能密切相關。細胞膜的主要功能包括以下三個方面： （1）將細胞與外界環(huán)境分隔開。細胞膜的存在使細胞

11、成為一個相對獨立的系統(tǒng)，為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。 （2）控制物質(zhì)進出細胞（圖3－1－5）。細胞膜最重要的特性之一是半透性或選擇透過性，即有選擇地允許物質(zhì)通過擴散、滲透和主動運輸?shù)确绞匠鋈爰毎ùx底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出，從而保證細胞正常代謝的進行。 圖3－1－5 圖3－1－6 （3）進行細胞間的信息交流（圖3－1－6）。大多細胞膜上存在激素的受體、抗原結(jié)合點以及其他有關細胞識別的位點，所以細胞膜在激素作用、免疫反應和細胞通訊等過程中起著重要作用。①受體：通過電子顯微鏡觀察可看到細胞膜上存在著受體。受體是一種能夠識別和選擇性結(jié)合某種配基

12、的大分子，與配基結(jié)合后，產(chǎn)生物理的或化學的信號，以啟動一系列過程，最終表現(xiàn)為生物學效應，如神經(jīng)細胞傳遞興奮等。許多免疫反應均是在細胞膜上進行的。細胞膜上存在著細胞識別部位，這些識別部位均和細胞膜上的受體有關。②細胞識別：細胞膜能提供細胞識別位點，并完成細胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞。細胞識別是指生物細胞對同種和異種細胞的認識，對自身和異己物質(zhì)的鑒別。無論是單細胞生物，還是高等動植物，許多重要的生命活動都和細胞間的識別能力密切相關。例如，單細胞生物有性生殖過程中的細胞結(jié)合，開花植物的雌蕊能否接受花粉進行受精，都要靠細胞識別能力。高等動物和人類的免疫功能更要依靠細胞的識別能力，如當細菌侵入體內(nèi)時，就會被白

13、細胞吞噬，但白細胞從不吞噬循環(huán)血液中的正常細胞。現(xiàn)已知道，細胞識別的部位是在細胞膜上，細胞相互識別的分子基礎是細胞膜上的糖蛋白。③介導細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間的連接。例如高等植物細胞之間的胞間連絲（圖3－1－7），使相鄰兩個細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。 圖3－1－7 細胞膜的這些功能，與它的結(jié)構密切相關。在第4章我們將會深入地體會到細胞膜的功能與結(jié)構相適應的關系。 3.細胞壁 在植物細胞膜外還有由細胞分泌的纖維素、果膠等物質(zhì)構成的細胞壁。對細胞具有機械支持和保護的作用，同時還能防止細胞吸漲而破裂，保持細胞正常形態(tài)。 舉例：用纖維素酶除掉細胞壁

14、的植物細胞不再保持原來的形態(tài)。將這樣的細胞放置在清水中時，它會像紅細胞一樣吸水破裂。 ［評價反饋］ 1.實驗過程性評價 實驗名稱 體驗制備細胞膜的方法 姓名 評價項目 自評 小組互評 老師評價 1.能制作出觀察效果良好的臨時裝片 2.能熟練正確操作顯微鏡 3.能適當處理問題和改善操作方法 4.及時記錄觀察結(jié)果 說明：評價采用“A、B、C、D”四個等級 2.精選練習 （1）將紅細胞放在質(zhì)量分數(shù)為9%的食鹽溶液中制成裝片后，用顯微鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)紅細胞的狀態(tài)變化是 A.不能判定 B.正常狀態(tài) C.細

15、胞膜破裂 D.細胞皺縮 （2）實驗中先用顯微鏡的10倍物鏡觀察細胞，然后轉(zhuǎn)換40倍的物鏡繼續(xù)觀察，其結(jié)果是 A.視野變亮，看到的細胞數(shù)目變多 B.視野變亮，看到的細胞數(shù)目變少 C.視野變暗，看到的細胞數(shù)目變多 D.視野變暗，看到的細胞數(shù)目變少 （3）在視野右上方發(fā)現(xiàn)一細胞，要將其移至視野正中，應將裝片向什么方向移動 A.左上方 B.左下方 C.右上方 D.右下方 （4）1985年Overton在研究各種未受精卵細胞的透性時，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)易透過細胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細胞膜十分困難。這表明組成細胞膜的主要成分中有___________。后來

16、，科學家還發(fā)現(xiàn)細胞膜除了會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解，這說明組成細胞膜的物質(zhì)中還有___________。 （5）你能解釋細胞為什么這么小嗎？（直徑小于0.1毫米） 參考答案： （1）D （2）D （3）C （4）磷脂（脂質(zhì)） 蛋白質(zhì) （5）體積越小，相對膜面積越大，越有利于新陳代謝。 ［課堂小結(jié)］ 無論植物細胞還是動物細胞，其原生質(zhì)的最外層都是細胞膜。提取細胞膜通過電子顯微鏡觀察并進行化學成分分析得知，細胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和磷脂分子構成。細胞膜的生理功能主要包括保護作用、信息傳遞作用以及進行細胞內(nèi)外的物質(zhì)交換等。 ［布置作業(yè)］ 課本P43一、基礎題，二、

17、拓展題。學習冊P36～P37（一）基礎達標，（二）拓展創(chuàng)新。 ［課后拓展］ 體現(xiàn)活細胞的細胞膜功能的實驗 用新鮮的花生（玉米或小麥等種子也可以）若干粒，曬干的種子先浸水吸漲（干的玉米或小麥種子等30～35 ℃時約浸5小時，20 ℃時浸15小時），然后用小刀將每?；ㄉɑ蛴衩祝┭刂芯€切成兩半，分成兩組。其中一組放入燒杯加清水煮沸10分鐘，另一組放入燒杯加清水室溫放置10分鐘。然后將兩組種子分別放入兩個培養(yǎng)皿中，都倒入稀釋的紅墨水中（1份紅墨水加10份清水），浸沒5分鐘后取出，洗去浮色，觀察染色情況：煮過的那一組種子的胚全染上了紅色，而沒煮過的那一組種子的胚，僅表層帶有淺淺的紅色?？梢?，活細

18、胞的細胞膜有選擇透過性的特點，所以不吸收紅墨水；當煮沸殺死后便失去這一特性，紅墨水進入細胞把胚染成紅色。這說明活細胞的細胞膜有控制物質(zhì)進出的功能。 ●板書設計 第3章 細胞的基本結(jié)構 第1節(jié) 細胞膜——系統(tǒng)的邊界 一、制備細胞膜 為什么要用哺乳動物紅細胞作材料研究膜的組成? 二、細胞膜的成分 脂質(zhì)（約50%）、蛋白質(zhì)（約40%）、糖類（約2%～10%）。 三、細胞膜的功能 1.將細胞與外界環(huán)境分隔開 2.控制物質(zhì)進出細胞 3.進行細胞間的信息交流 四、細胞壁 化學成分：纖維素和果膠 功能：支持和保護 細胞壁是全通透的 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！