細胞膜系統(tǒng)的邊界教學設(shè)計

　　3.情感目標：認同細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。

　　二、教學重點和難點

　　1.教學重點

　　(1)細胞膜的成分和功能

　　(2)理解細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義

　　2.教學難點

　　(1)用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法

　　(2)理解細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義

　　三、教學方法

　　講授與學生討論相結(jié)合、問題引導法、資料分析法

　　四、教學用具

　　多媒體、課件、教科書、黑板、粉筆

　　五、課時安排

　　1課時

　　六、教學過程

　　導入：在前面的學習中，我們認識了細胞這個基本的生命系統(tǒng)的物質(zhì)成分，從今天開始，我們將進一步認識細胞這個基本的生命系統(tǒng)，我們來認識由水、無機鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸組成的一個有機整體——細胞的基本結(jié)構(gòu)。

　　大家對于細胞應該有了一定的認識——我們在初中學習過，在前面的實驗中我們也曾經(jīng)觀察過一些細胞。

　　T：你認為細胞最外面的結(jié)構(gòu)是什么?

　　S：……(學生發(fā)言：脫口而出的同學可能往往回答細胞膜;略有思考的同學回答細胞壁;比較嚴謹?shù)耐瑢W會回答“植物細胞的最外層是細胞壁，動物細胞的最外層是細胞膜”，等)

　　(教師點評后總結(jié)，注意點評學生的思維習慣)

　　T：動物細胞沒有細胞壁，而像植物、真菌、細菌等生物，細胞往往具有細胞壁。植物細胞的細胞壁，主要成分是纖維素和果膠，它們沒有生命活動的特殊功能，主要是對植物細胞有支持和保護作用。而對于真菌和細菌的細胞壁與植物不同，我們在以后的學習中會逐步了解。

　　然而我們今天要重點討論的話題不是細胞壁，因為我們將討論的是“系統(tǒng)的邊界”，系統(tǒng)的邊界是什么?這里的答案就只有一個：細胞膜。

　　因為，我們這里指的“系統(tǒng)”是：生命系統(tǒng)!在組成細胞的結(jié)構(gòu)中，具有生命活性的結(jié)構(gòu)是細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核，而細胞壁并沒有像它們這樣的生命活性。這里的“生命活性”可能對大家還比較抽象，不過隨著我們對細胞膜等功能的深入，你就會慢慢了解。

　　(板書：細胞膜——系統(tǒng)的邊界)

　　T：對于細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，同學們有沒有這方面的感性認識?也就是說你能不能列舉出一些證據(jù)來證明細胞膜這個系統(tǒng)邊界的存在?

　　S：直接借助光學顯微鏡、電子顯微鏡觀察得到。

　　T：很好，電子顯微鏡可以看清楚細胞膜的存在，光學顯微鏡雖然不能看見細胞膜，但是卻能夠清楚的觀察到細胞與外界環(huán)境是有界限的。

　　除了這樣的直接觀察，我們還能不能通過一些其他的感受間接感知細胞膜的存在呢?

　　(用視頻的方式介紹科學家進行顯微探針感受阻力的實驗：一開拓學生的實驗思路;二激發(fā)學生興趣)

　　用顯微注射器將一種叫伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，伊紅會很快的擴散到整個細胞，卻不能很快逸出細胞。

　　另外，我們還可以在顯微鏡下看到：用微針觸碰細胞表面時，細胞表面有彈性，可伸展;用微針插入細胞內(nèi)，細胞表面有一層結(jié)構(gòu)被刺破;如果細胞表面結(jié)構(gòu)受損面過大，細胞會死亡。

　　過渡：通過剛才的實驗，我們也可以看到，當細胞膜被破壞的時候，細胞也就死亡了。這說明了細胞膜對于生命系統(tǒng)來講，是非常重要的。那么，細胞膜有哪些重要功能呢?

　　(學生活動)閱讀課本42頁內(nèi)容，聯(lián)系生活經(jīng)驗，理解細胞膜的功能。

　　(板書：細胞膜的功能)

　　(請學生發(fā)言，讓他們結(jié)合生活經(jīng)驗，解釋細胞膜的功能，教師適時點評)

　　S：細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開。(板書)

　　只有這樣，細胞才能獲得一個相對比較穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，才能減小受到的各種外部干擾，才能正常的進行各種代謝活動。這就好比我們的學校的圍墻，班級的墻壁，如果沒有這些，喧囂的街道，隔壁班級的活動直接影響到我們班級同學的學習，那么，我們的學習不可能正常進行。

　　S：……

　　T：同學們的比方非常形象。作為生命體，要保證自身代謝順利進行，一個相對獨立的內(nèi)部環(huán)境何等重要;有了細胞膜，這個邊界將細胞與外界環(huán)境分隔開，細胞內(nèi)才能保持各種理化性質(zhì)的相對穩(wěn)定，才可能具備代謝的正常條件。也正因為如此，在生命的起源過程中，科學家把“原始界膜”的形成作為生命演變中的重要階段，具有了原始界膜后，才使得原始生命的誕生成為可能!

　　S：細胞膜能控制物質(zhì)進出細胞。(板書)

　　既然細胞膜是細胞的邊界，這就好像皮膚是我們?nèi)梭w的邊界一樣，我們的皮膚可以阻止一些病毒、細菌等進入我們體內(nèi)，細胞膜也應該有類似的功能。

　　S：……

　　T：這個類比是比較恰當?shù)摹τ诩毎つ芸刂莆镔|(zhì)進出細胞這一點功能，我們將在第四章會有更加詳細的學習，現(xiàn)在需要大家先了解細胞膜具有選擇性的允許細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)進入，而細胞不需要的，或者對細胞有害的物質(zhì)就不容易進入細胞。細胞膜的這樣一種生理功能我們稱之為“選擇透過性”。不過選擇透過性只有活的細胞的細胞膜也具有，細胞死亡，這種選擇透過性就喪失了。

　　記得在我們初中的學習中，我們通過實驗的方法來檢驗玉米的種子是否還具有萌發(fā)的活性(也就是說玉米種子是否還是活的)，也就是利用細胞膜的這點特性。下面給大家如下材料，請你設(shè)計實驗來檢驗這些玉米種子是否還能萌發(fā)。

　　(投影)材料：玉米種子，紅墨水，鑷子，刀片，培養(yǎng)皿，燒杯，酒精燈。

　　(學生思考、討論、發(fā)言)

　　(投影)方法步驟：

　　1、將玉米種子放在20-25℃的溫水中浸泡36h。

　　2、取20粒已經(jīng)泡漲的種子，將其中的10粒放在沸水中煮5min后，冷卻，作為對照的實驗材料。

　　3、分別取煮過和未煮過的玉米種子放在培養(yǎng)皿中，用刀片沿胚的中線縱向切開籽粒，用稀釋20倍的紅墨水浸泡(以沒過種子為宜)。2min后，倒去紅墨水，用水沖洗籽粒數(shù)次，直到?jīng)_洗液無色為止(洗去浮色)。

　　4、觀察籽粒中胚的顏色。

　　(投影)結(jié)果預期：

　　未煮過的籽粒的胚細胞未被染成紅色;煮過的籽粒的胚細胞被染成紅色。

　　(胚細胞被染紅說明了胚細胞的細胞膜失去了選擇透過性，也就說明胚細胞死亡，不再具有萌發(fā)活性)

　　S：細胞膜進行細胞間的信息交流。(板書)

　　細胞作為一個個體的基本組成單位，對于一個個體來說，生活在外界環(huán)境中，與周圍的環(huán)境關(guān)系密切，不斷地與外界環(huán)境發(fā)生著物質(zhì)和信息的交流。構(gòu)成個體的細胞也應該是這樣的，只有這樣，細胞才能聯(lián)合起來組成能行使同一功能的組織，再構(gòu)成器官……而細胞之間的信息傳遞，應該就是考系統(tǒng)的邊界——細胞膜。

　　T：(放映有關(guān)細胞間進行信息傳遞的動畫、圖片等，同步解說)

　　在多細胞生物體內(nèi)，各個細胞都不是單獨存在的。它們必須保持功能的協(xié)調(diào)。這種協(xié)調(diào)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也有賴于信息的交流。這種信息的交流大多與細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。

　　細胞間進行信息交流的方式：1 靶細胞(胰島素與靶細胞) 2 細胞間信息的傳遞(精子與卵細胞結(jié)合) 3 相鄰兩個細胞通過通道進入另一個細胞(高等植物細胞的胞間連絲)

　　過渡：通過剛才的學習，可以看到細胞膜的功能對于一個細胞的正常運作是必需的;當然細胞膜的功能除了上述介紹的三點，還有一些其他的功能，這個問題大家可以在課下查找資料，也可以在后面的學習中逐漸了解，總結(jié)。

　　我們知道有什么樣的結(jié)構(gòu)才可能具有什么樣功能，功能與結(jié)構(gòu)是相統(tǒng)一的，那么，細胞膜具有什么樣的結(jié)構(gòu)才能完成上述的功能呢?

　　鑒于細胞膜的結(jié)構(gòu)我們還會在第四章詳細學習，我們這里主要來研究細胞膜的組成，看看完成細胞膜功能的是靠細胞膜上的哪些成分來完成的。

　　(板書：細胞膜的成分)

　　T：我們要分析細胞膜的成分，首先要獲得細胞膜。那么，怎樣獲得比較純凈的細胞膜呢?

　　請大家閱讀課本40頁-41頁的實驗：體驗制備細胞膜的方法，完成下面幾個問題的思考。

　　(板書：體驗制備細胞膜的方法)

　　問題：1、選用植物細胞好不好?

　　2、為什么選用哺乳動物成熟的紅細胞?

　　3、細胞破裂后，怎樣分離出比較純凈的細胞膜?

　　4、歸納實驗的原理。

　　(學生進行實驗體驗，教師指導，后進行點評總結(jié))

　　S：……

　　T：我們利用動物細胞在蒸餾水中會吸水漲破，細胞內(nèi)的物質(zhì)就會流出來，從而獲得細胞膜。再由于哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核以及其他膜結(jié)構(gòu)的細胞器，所以，可以避免其他膜的干擾。最后利用離心的方法將細胞膜與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)分離開來，獲得比較純凈的細胞膜。

　　T：現(xiàn)在細胞膜的提取過程大家已經(jīng)體驗過來，接下來的工作就是分析細胞膜的成分有哪些?怎么分析呢?

　　借助現(xiàn)在的科學技術(shù)手段，我們大可以通過先進的儀器分析得知，但是我們手頭上沒有大家能利用的儀器。我們有什么呢?請大家看下面的資料，來分析一下細胞膜的成分。

　　(投影：

　　1.發(fā)現(xiàn)脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通過細胞膜;

　　2.如果用脂質(zhì)溶劑處理細胞，發(fā)現(xiàn)細胞膜被溶解;

　　3.如果用蛋白酶來處理細胞，發(fā)現(xiàn)也能破壞膜結(jié)構(gòu)。)

　　(學生討論、發(fā)言)

　　S：……

　　S：(歸納總結(jié))細胞膜的成分中含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。(板書)

　　T：好，大家一起來看課本，享受已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的研究結(jié)果：細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還有少量的糖類。其中脂質(zhì)約占細胞膜總量的50%，蛋白質(zhì)約占40%，糖類占2%-10%。在組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富。

　　通過這則資料，其實也告訴大家了一種研究物質(zhì)組成成分的方法：酶解法。

　　我們在各種膜的研究中還發(fā)現(xiàn)，功能越復雜的細胞膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。這也和我們前面了解的蛋白質(zhì)的功能是相一致的：蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，細胞膜的功能中也少不了蛋白質(zhì)的一份!我們也將在后面章節(jié)的學習中，越來越多地了解細胞膜的各種成分在其功能中的具體作用。

　　T：好，這節(jié)課我們就進行到這里。

　　細胞膜系統(tǒng)的邊界知識點歸納

　　細胞膜——系統(tǒng)的邊界知識網(wǎng)絡(luò)

　　1、研究細胞膜的常用材料：人或哺乳動物成熟紅細胞

　　2、細胞膜主要成分：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，還有少量糖類

　　細胞膜成分特點：脂質(zhì)中磷脂最豐富，功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多

　　3、細胞膜功能： ①將細胞與環(huán)境分隔開，保證細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定

　　②控制物質(zhì)出入細胞(選擇透過性膜)

　　③進行細胞間信息交流 方式一：內(nèi)分泌細胞產(chǎn)生激素，隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細胞。 方式二：相鄰的兩個細胞的細胞膜接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。例如，精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合。

　　方式三：相鄰的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。例如，高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。

　　一、制備細胞膜的方法(實驗) 原理：滲透作用(將細胞放在清水中，水會進入細胞，細胞漲破，內(nèi)容物流出，得到細胞膜) 選材：人或其它哺乳動物成熟紅細胞，動物細胞沒有細胞壁，沒有細胞核和眾多細胞器。 提純方法：差速離心法 細節(jié)：取材用的是新鮮紅細胞稀釋液(血液加適量生理鹽水)

　　二、與生活聯(lián)系：

　　細胞癌變過程中，細胞膜成分改變，產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)，癌胚抗原(CEA)

　　三、細胞壁

　　植物：纖維素和果膠(原核生物：肽聚糖) 作用：支持和保護 四、細胞膜特性： 結(jié)構(gòu)特性：流動性 舉例：(變形蟲變形運動、白細胞吞噬細菌)

　　五、功能特性：選擇透過性 舉例：(腌制糖醋蒜，紅墨水測定種子發(fā)芽率，判斷種子胚、胚乳是否成活)

　　六、細胞膜其它功能：維持細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、分泌、吸收、識別、免疫

　　看了“細胞膜系統(tǒng)的邊界教學設(shè)計”