2014屆高一生物 細(xì)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(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界 ●從容說(shuō)課 本節(jié)通過(guò)前言部分的教學(xué)，把組成細(xì)胞的分子與細(xì)胞結(jié)構(gòu)建立起聯(lián)系。組成細(xì)胞的分子不能單獨(dú)發(fā)揮生命功能，只有在細(xì)胞中以一定的方式有機(jī)地構(gòu)建起來(lái)，才能表現(xiàn)生命。然后由外而內(nèi)分析細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能的適應(yīng)性。本節(jié)中細(xì)胞膜的教學(xué)，通過(guò)制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)和一些資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：（1）細(xì)胞膜的主要成分。（2）細(xì)胞膜的功能。通過(guò)本節(jié)的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)第1章中有關(guān)組成細(xì)胞的元素和化合物的功能的認(rèn)識(shí)具體化、結(jié)構(gòu)化，使學(xué)生對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)物質(zhì)化（達(dá)到分子水平）。 本節(jié)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)體驗(yàn)性的“制備實(shí)驗(yàn)”，要讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中體會(huì)科學(xué)研究的思路和方法，培

2、養(yǎng)基本的生物學(xué)研究能力，提高科學(xué)素質(zhì)。例如根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，如何選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，用什么方法可以得到實(shí)驗(yàn)材料，以及如何純化等等?？紤]實(shí)驗(yàn)操作的具體細(xì)節(jié)，在操作過(guò)程中，細(xì)觀察，勤思考?？紤]如何克服實(shí)驗(yàn)中遇到的困難，改善實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到最佳效果。 ●三維目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 （1）簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的成分和功能。 （2）臨時(shí)裝片的制作和顯微鏡的熟練操作。 2.過(guò)程與方法 （1）體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法，學(xué)會(huì)調(diào)整視野與選擇觀察范圍。 （2）通過(guò)設(shè)計(jì)和分析實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）參與問(wèn)題探討與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。 （2）通過(guò)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)讓學(xué)生體會(huì)生命的精致完美

3、，教育學(xué)生崇尚生命、熱愛(ài)科學(xué)。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.細(xì)胞膜的成分和功能。 2.實(shí)驗(yàn)技能的鞏固提高。 ●教學(xué)難點(diǎn) 1.制備細(xì)胞膜時(shí)，觀察到紅細(xì)胞的變化。 2.形象地理解細(xì)胞膜的功能，體會(huì)細(xì)胞膜作為細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的邊界的重要意義。 ●教具準(zhǔn)備 2 / 14 1.紅細(xì)胞稀釋液與相關(guān)實(shí)驗(yàn)用具。 2.顯微投影。 3.演示文稿與圖片。 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 ［課前準(zhǔn)備］ 課前老師準(zhǔn)備好人或哺乳動(dòng)物（豬、兔等）的新鮮的紅細(xì)胞稀釋液（血液加適量的生理鹽水），以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)用具。 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 翟中和院士說(shuō)：“我確信哪怕一個(gè)最簡(jiǎn)單的細(xì)胞，也比迄今為止設(shè)計(jì)出的任何智

4、能電腦更精巧！”，你們認(rèn)為他這話說(shuō)得對(duì)嗎？（學(xué)生思考，有的認(rèn)為有道理，有的覺(jué)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(gè)細(xì)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(lái)的，而人類盡管已經(jīng)分析出細(xì)胞的成分以及結(jié)構(gòu)，卻至今造不出細(xì)胞。為什么呢？別小看了小小的細(xì)胞，因?yàn)榧?xì)胞不是簡(jiǎn)單的物質(zhì)的堆砌，組成細(xì)胞的分子只有在細(xì)胞中以一定的方式有機(jī)地構(gòu)建起來(lái)，才能表現(xiàn)生命。這就是細(xì)胞的精巧所在。下面，就讓我們來(lái)看看細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)吧。 出示幾張光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞圖片（圖3－1－1），包括植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞、染色的和未染色的細(xì)胞。 植物細(xì)胞

5、經(jīng)過(guò)染色的動(dòng)物細(xì)胞 未經(jīng)染色的動(dòng)物細(xì)胞 圖3－1－1 ［師生互動(dòng)］ 1.問(wèn)題探討 從學(xué)生使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞的經(jīng)驗(yàn)引入問(wèn)題探討。 教師：懂得區(qū)分顯微鏡視野中的水泡、氣泡和細(xì)胞嗎？（學(xué)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(xì)胞可以觀察到有具體的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容物，如植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，動(dòng)植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等。細(xì)胞是立體的，在顯微鏡下，通過(guò)調(diào)節(jié)焦距可以看到它的不同層面。 教師：光學(xué)顯微鏡下能不能看見(jiàn)細(xì)胞膜？（學(xué)生思考討論回答） 參考答案：正常的植物細(xì)胞細(xì)胞膜緊貼著細(xì)胞壁，完全觀察不到；動(dòng)物細(xì)胞染色后很容易看出細(xì)胞

6、與細(xì)胞之間，細(xì)胞與外界環(huán)境之間有明顯的界限，未染色的動(dòng)物細(xì)胞觀察效果不明顯，但仍然可以分辨它們的界限，這個(gè)界限我們判斷就是細(xì)胞膜。 教師：如何確定細(xì)胞膜的存在？（學(xué)生思考討論回答） 參考答案：雞蛋的卵黃部分就是一個(gè)細(xì)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(lái)。也就是說(shuō)，那層包裹著黃色漿液的透明薄膜就是細(xì)胞膜了。 活細(xì)胞是具有生命活動(dòng)的，每個(gè)活細(xì)胞都可以看作是一個(gè)獨(dú)立的生命王國(guó)。在我們深入探尋這個(gè)生命王國(guó)的運(yùn)行秘密之前，首先要跨越它的邊界——細(xì)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(xì)胞膜的化學(xué)成分，首先要把這層屏障從細(xì)胞上

7、剝落下來(lái)單獨(dú)地進(jìn)行研究。 教師：絕大多數(shù)的細(xì)胞個(gè)體都非常的小，如何才能使細(xì)胞膜和細(xì)胞的其他部分分離呢？ 2.學(xué)生實(shí)驗(yàn) 下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法。 實(shí)驗(yàn)選材 教師：動(dòng)植物細(xì)胞都有細(xì)胞膜，細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞核以及葉綠體、線粒體等等這些細(xì)胞器也有膜結(jié)構(gòu)，我們選擇什么樣的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才會(huì)使細(xì)胞膜制備起來(lái)更容易，而又不會(huì)跟其他的膜混在一起呢？ 哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞是一種很好的材料，因?yàn)樗鼪](méi)有細(xì)胞核和葉綠體等眾多的細(xì)胞器，也沒(méi)有細(xì)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(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果能夠使紅細(xì)胞的細(xì)胞膜破裂，里面的物質(zhì)都流出來(lái)，剩下的空殼不就是細(xì)胞膜了嗎？ 教師

8、：那么，用什么方法可以使紅細(xì)胞的細(xì)胞膜破裂呢？ 實(shí)驗(yàn)原理： 細(xì)胞吸水和失水的原理（圖3－1－2）。 形態(tài)正常的人的紅細(xì)胞 紅細(xì)胞吸水膨脹 漲破的紅細(xì)胞 圖3－1－2 把紅細(xì)胞放在蒸餾水當(dāng)中，由于細(xì)胞內(nèi)外濃度差的關(guān)系，水分就會(huì)不斷進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞吸水開始膨脹，如同給氣球吹氣一樣慢慢地鼓起來(lái)，太多的水分進(jìn)入細(xì)胞，最后會(huì)將細(xì)胞膜撐破，使里面的物質(zhì)流出來(lái)。 材料用具 兔（或人、豬）的新鮮的紅細(xì)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(shí)裝片。 2.顯微鏡下觀察。 3.滴加蒸餾水

9、并吸引。 4.觀察細(xì)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(xì)胞。 4.尋找最先進(jìn)水部分的細(xì)胞觀察。 小結(jié)：教師選取學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果明顯的裝片，通過(guò)顯微投影投示出來(lái)，大家觀看，交流成功制備的經(jīng)驗(yàn)，尋找實(shí)驗(yàn)失敗的原因。 討論：如果不是在裝片而是在試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞破裂后，流出的內(nèi)容物和細(xì)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(xì)胞膜？ ［教師精講］ 1.細(xì)胞膜的成分 科學(xué)家們通過(guò)電子顯微鏡觀察細(xì)胞膜，并對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞中其他各種膜進(jìn)行微量化學(xué)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(xì)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(xì)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(guān),機(jī)能活動(dòng)較旺盛的膜,其蛋白質(zhì)含量較高,因?yàn)槟さ墓δ芑顒?dòng)主要由蛋白質(zhì)來(lái)承擔(dān)。下面我們來(lái)看看細(xì)胞膜有什么功能。 2.細(xì)胞膜的功能 細(xì)胞膜與細(xì)胞的物質(zhì)交換、細(xì)胞識(shí)別、分泌、排泄、免疫等功能密切相關(guān)。細(xì)胞膜的主要功能包括以下三個(gè)方面： （1）將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。細(xì)胞膜的存在使細(xì)胞

11、成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。 （2）控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞（圖3－1－5）。細(xì)胞膜最重要的特性之一是半透性或選擇透過(guò)性，即有選擇地允許物質(zhì)通過(guò)擴(kuò)散、滲透和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞匠鋈爰?xì)胞，包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出，從而保證細(xì)胞正常代謝的進(jìn)行。 圖3－1－5 圖3－1－6 （3）進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（圖3－1－6）。大多細(xì)胞膜上存在激素的受體、抗原結(jié)合點(diǎn)以及其他有關(guān)細(xì)胞識(shí)別的位點(diǎn)，所以細(xì)胞膜在激素作用、免疫反應(yīng)和細(xì)胞通訊等過(guò)程中起著重要作用。①受體：通過(guò)電子顯微鏡觀察可看到細(xì)胞膜上存在著受體。受體是一種能夠識(shí)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(xué)的信號(hào)，以啟動(dòng)一系列過(guò)程，最終表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng)，如神經(jīng)細(xì)胞傳遞興奮等。許多免疫反應(yīng)均是在細(xì)胞膜上進(jìn)行的。細(xì)胞膜上存在著細(xì)胞識(shí)別部位，這些識(shí)別部位均和細(xì)胞膜上的受體有關(guān)。②細(xì)胞識(shí)別：細(xì)胞膜能提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)，并完成細(xì)胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞。細(xì)胞識(shí)別是指生物細(xì)胞對(duì)同種和異種細(xì)胞的認(rèn)識(shí)，對(duì)自身和異己物質(zhì)的鑒別。無(wú)論是單細(xì)胞生物，還是高等動(dòng)植物，許多重要的生命活動(dòng)都和細(xì)胞間的識(shí)別能力密切相關(guān)。例如，單細(xì)胞生物有性生殖過(guò)程中的細(xì)胞結(jié)合，開花植物的雌蕊能否接受花粉進(jìn)行受精，都要靠細(xì)胞識(shí)別能力。高等動(dòng)物和人類的免疫功能更要依靠細(xì)胞的識(shí)別能力，如當(dāng)細(xì)菌侵入體內(nèi)時(shí)，就會(huì)被白

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

14、的植物細(xì)胞不再保持原來(lái)的形態(tài)。將這樣的細(xì)胞放置在清水中時(shí)，它會(huì)像紅細(xì)胞一樣吸水破裂。 ［評(píng)價(jià)反饋］ 1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程性評(píng)價(jià) 實(shí)驗(yàn)名稱 體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法 姓名 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 自評(píng) 小組互評(píng) 老師評(píng)價(jià) 1.能制作出觀察效果良好的臨時(shí)裝片 2.能熟練正確操作顯微鏡 3.能適當(dāng)處理問(wèn)題和改善操作方法 4.及時(shí)記錄觀察結(jié)果 說(shuō)明：評(píng)價(jià)采用“A、B、C、D”四個(gè)等級(jí) 2.精選練習(xí) （1）將紅細(xì)胞放在質(zhì)量分?jǐn)?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(xì)胞的狀態(tài)變化是 A.不能判定 B.正常狀態(tài) C.細(xì)

15、胞膜破裂 D.細(xì)胞皺縮 （2）實(shí)驗(yàn)中先用顯微鏡的10倍物鏡觀察細(xì)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(xì)胞數(shù)目變多 B.視野變亮，看到的細(xì)胞數(shù)目變少 C.視野變暗，看到的細(xì)胞數(shù)目變多 D.視野變暗，看到的細(xì)胞數(shù)目變少 （3）在視野右上方發(fā)現(xiàn)一細(xì)胞，要將其移至視野正中，應(yīng)將裝片向什么方向移動(dòng) 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(xì)胞的透性時(shí)，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)易透過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有___________。后來(lái)

16、，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜除了會(huì)被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解，這說(shuō)明組成細(xì)胞膜的物質(zhì)中還有___________。 （5）你能解釋細(xì)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(duì)膜面積越大，越有利于新陳代謝。 ［課堂小結(jié)］ 無(wú)論植物細(xì)胞還是動(dòng)物細(xì)胞，其原生質(zhì)的最外層都是細(xì)胞膜。提取細(xì)胞膜通過(guò)電子顯微鏡觀察并進(jìn)行化學(xué)成分分析得知，細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和磷脂分子構(gòu)成。細(xì)胞膜的生理功能主要包括保護(hù)作用、信息傳遞作用以及進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換等。 ［布置作業(yè)］ 課本P43一、基礎(chǔ)題，二、

17、拓展題。學(xué)習(xí)冊(cè)P36～P37（一）基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)，（二）拓展創(chuàng)新。 ［課后拓展］ 體現(xiàn)活細(xì)胞的細(xì)胞膜功能的實(shí)驗(yàn) 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(shí)約浸5小時(shí)，20 ℃時(shí)浸15小時(shí)），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(gè)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(méi)5分鐘后取出，洗去浮色，觀察染色情況：煮過(guò)的那一組種子的胚全染上了紅色，而沒(méi)煮過(guò)的那一組種子的胚，僅表層帶有淺淺的紅色。可見(jiàn)，活細(xì)

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