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1、 第 1 节 细胞膜系统的边界 教材分析 “细胞膜系统的边界是人教版新课标高中?生物?必修 1 中第三章第一节的内容，是在学习了生物的物质根底和细胞的种类的根底上进展的，为以后的细胞器、物质出入细胞的方式以及生物膜系统等内容做铺垫，起着承上启下的桥梁作用，是生物学中非常重要的内容。学情分析 学习者是高中一年级学生，对于细胞膜这部分内容初中有一定的根底。这个阶段的学生学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断考虑，表达学生的主体性和老师的主导性。老师在教学过程中应该多联络生活实际，利用类比推理等方法，帮助学生识记和理解。教学目的 1、知识目的：1通过学习，学生可以简述细胞膜的成
2、分和掌握细胞膜的功能；2、才能目的：1通过学习，学生体验制备细胞膜的方法；2通过观察、分析所给材料，进步学生获取信息的才能；3、情感目的：1学生可以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；教学重难点 1.教学重点 1 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 2.教学难点 1 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。课前准备 安排学生预习教材 40 页到 43 页。教学过程 教学内容 老师行为 学生行为 设计意图 导 入 本 章 1min 著名的生物学家翟中和院士说“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
3、能电脑更精巧！为什么一个细胞会比智能电脑更精巧呢？细胞到底有什么精巧之处？它的精巧会不会与其构造有关呢？今天我们就来学习第三章细胞的根本构造。产生疑问的同时形成学习和讨论新知识的兴趣。引用名言，激发学生的兴趣和求知欲 引 入 本 节 内 容 3min 同学们都知道我国的地图像一只雄鸡，这只雄鸡是靠什么来圈定的呢？那就是边界。边界对于一个系统来说是至关重要的，细胞作为一个生命系统，它有没有边界呢？请看材料一，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。【学生讨论】伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？分析材料可知，细胞也有边界，它的边界就是这
4、堂课我们要学习的内容细胞膜。学生阅读材料并进展考虑，尝试答复以下问题，从而感知细胞边界的存在。创设问题情境引导学生考虑和猜测 如今我们知道细胞膜是系统的边界了，但它由哪些物质组成、具有什么功能呢？我们还是一无所知，也就是说我们需要研究细胞膜，拿什么来研究呢？首先就来学习细胞膜的制备。1.实验材料：对于一个实验来说，适宜的实验材料是实验成功的关键。以下几种材料：哺乳动物成熟的红细胞、高等动物细胞、高等植物细胞、细菌细胞。【学生讨论】选择哪种材料制备细胞膜？为什么？结合学生的答复进一步补充，高等动物细胞、高等植物细胞有细胞核以及复杂的细胞器，植物细 考虑几种实验材料，比较和初步分析，选择一种实验材
5、料，并尝试说出原因。结合自己的考虑，从老师的讲解中作出比较，考虑为什么哺乳动物红 体会实验材料的正确选择对于科学研 一、体 验 细 胞 膜 的 制 备 方 法 13min 胞还有细胞壁。细菌细胞属于原核还是真核啊？原核，那它没有真正的细胞核，也没有核糖体以外的细胞器，但是，它最外面有一层细胞壁。用这些材料来制备细胞膜是很困难的，因此，选材应遵循的原那么：无细胞壁无细胞核无众多的细胞器。哺乳动物成熟红细胞为什么满足这些条件呢？因为它的主要功能是通过血红蛋白来运输氧，所以在发育过程中，它的细胞核和细胞器等逐渐退化并排出，为血红蛋白腾出更多的空间。【提问】鸡血红细胞行不行啊？为什么？对，鸡不属于哺乳
6、动物。2.实验原理：【提问】有了实验材料，接下来要怎么操作呢？用针扎破细胞行不行？用镊子把细胞膜剥下来可以吗？为什么？细胞内的物质是有一定浓度的，把细胞放在清水里，水就会渗进细胞，细胞吸水多了会怎么样呢？就好似吹气球，越吹越大，然后就怎么样啊？会涨破。所以，实验原理就是细胞的吸水涨破。结合教材 41 页的图片来理解。【提问】第一副正常红细胞是什么形状啊？同学们都很擅长观察啊，红细胞是两面略凹的圆饼形。第二幅图是吸水后的红细胞，什么形状呢？第三幅图就是吸水涨破的红细胞，可以看见细胞内容物流出来了。3.制备细胞膜的步骤：给大家2min时间自己阅读课本上P41的方法步骤和 2 副光镜下的照片，体会制
7、备细胞膜的方法。注意显微镜的使用方法和本卷须知。细胞可以作为实验材料？通过考虑并结合老师的讲解，理解红细胞满足选材原那么的根本原因。学生答不行，因为它不是哺乳动物。学生齐声答复不可以。答复老师的问题，因为细胞太小了。结合老师的比喻，气球不断吹会涨破，细胞也会涨破。学生答复呈面窝状。学生答球形。阅读教材 看书，观察图片，比照。学生答复第究的重要性，进步学生科学研究素养。培养学生的想象力，引导学生考虑实验的原理。通过类比，帮助学生理解。通过问题和讨论，引导学生主动考虑问题，产生对实验的兴趣，培养大胆创新的思想。大家再看看 41 页上的两张光镜照片，注意，那一整个黄色的圆圈是你观察的视野，红细胞是视
8、野里的小圆圈。【提问】有没有同学告诉我两幅图的区别？很好，图二显示一部分细胞吸水涨破了，小黑点就是涨破后的细胞不会反光而造成的。【学生讨论】显微镜下可以观察到细胞膜了，但是假如这个实验是在试管中完成的，细胞破裂后，细胞膜和细胞质混合着，还需要用什么方法才能获得较纯洁的细胞膜？细胞膜和细胞质中的其他构造密度不一样。假如有条件的话，可以用不同转速离心的方法来将它们别分开来。有同学提到过滤，还有一种方法叫凝胶过滤，也是可以的。二幅图里面有小黑点。考虑与讨论 学生答复蒸馏、萃取、过滤等等。考虑并听讲 二、细 胞 膜 的 成 分 8min 通过上述的实验，我们已经制备了较纯洁的细胞膜，如今，我们就来研究
9、细胞膜的成分。首先，我们一起看看科学家们的研究历程。有科学家做过这样的实验，用脂质溶剂去溶解细胞膜，发现细胞膜被溶解了，脂质分子进入到溶剂中。在化学上有一个理论叫相似相溶，意思是说构造成分相似的物质可以互相混溶。【学生讨论】你从以上实验中能得出什么结论？并说明理由。也就是说细胞膜里含有脂质。大家课后可以结合材料二1859 年，欧文顿选用 500 多种化学物质对植物细胞膜的通透性进展了上万次的研究。发现但凡易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不易溶于脂质的物质，就不容易穿过膜。1897 年，Crijins 和 Hedin 用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有 考虑并讨论
10、。学生答复细胞膜里含有脂质。结合材料培养学生分析和获取知识信息的才能，引导学生主动讨论，与寻求科学知识。关,且溶解度越大越容易通过。再看一看。那是不是细胞膜里就只有脂质一种物质呢？科学家又做了这样的实验，请看材料三，科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质【学生讨论】你从以上实验中能得出什么结论？很好，实验证明了细胞膜含有蛋白质，假如让你设计一个实验来证明蛋白质的存在，怎么做？双缩脲试剂使用有什么要求？上述科学实验的研究发现，细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量糖类。脂质约占50%，蛋白质约占 40%，糖
11、类约占 2%-10%。其中脂质以磷脂含量最为丰富，蛋白质在细胞膜形使功能时起到重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。那老师如今问你们，不同功能的细胞膜，它的蛋白质种类和数量一样吗？对，不一样。学生答复细胞膜里含有蛋白质。学生答复用双缩鸟试剂，紫色反响。先 A 后 B。学生答复不一样。三、细 胞 膜 的 功 能 10min 到这里，我们已经一步一步地揭开了细胞膜的神秘面纱。细胞膜可以作为一个细胞系统的边界，它到底有哪些功能呢？1.将细胞与外界环境分隔开 我们可以把细胞膜形象地比喻为学校的围栏，把外面的喧嚣隔开了，让你们在一个安静舒适的环境下学习和生活。细胞膜将细胞与外界环境隔开，
12、对于原始生命有着重要意义，它保障了细胞内部环境的相对稳定。所以，从进化上讲，膜的出现是生命起源过程中一个非常重要的阶段。听讲并且结合老师的比喻理解细胞的功能 通过形象的比喻，帮助学生理解和记忆细胞膜的功能。培养学生 2.控制物质进出细胞 第一个功能同学们理解了吗？那你们如今想想海关或边防检查站等，对于进出口的人和物品是不是都要进展严密的把关和检查啊？违禁物品、毒品等能不能入境？有校牌能进，没有的能不能进来啊？细胞膜控制物质进出也是一样的道理，细胞需要的营养物质可以进入，不需要或者有害的绝不通融，细胞内的代谢废物和一些分泌物也会及时排除去。这个功能与细胞膜的选择透过性是相适应的，关于细胞膜的构造
13、和性质后期我们会详细学习。估计有同学会想，既然细胞膜可以控制有害物质的进出，我们是不是就不会生病了呢？当然不是，大家记住细胞膜这个功能是有相对性的，有害物质比较不容易进入细胞，但不表示不能，有些病菌、病毒也可以侵入细胞，使生物体患病。3.进展细胞间的信息交流 在日常生活中，大家都是通过哪些途径和别人交流的啊？其实，细胞和细胞之间也有它们的机密语言，它们也有交流。细胞膜就是细胞间交流的“信号转换站，大家请看 42 页图 3-2，第一幅图表示内分泌细胞分泌激素，经过血管的运输，激素到达靶细胞外面与靶细胞外表的受体蛋白结合。细胞外表的受体蛋白就存在于细胞膜上，所以是细胞膜把信号传递给了靶细胞。内分泌
14、细胞就是发出信号的细胞，激素就是信号分子，除了激素，一些抗体和神经信号等也可以作为信号分子被传递。靶细胞就是承受信号分子的细胞。受体是细胞膜外表的识别信号分子的物质，本质是 答复理解了。没有校牌不能进。结合老师的比喻理解细胞膜的功能。答复以下问题，打 、发信息、微博、聊 QQ、电子邮件等等 学生答复不会。学生答复不是的。联络生活来学习的才能。复杂的问题简单化，抽象的详细化，帮助学生理解。蛋白质。这里可以把内分泌细胞比喻为淘宝上的卖家，激素是你买的东西，卖家发货后，物流公司把你的东西送到目的地，然后就需要你核查信息才能签收。这样一个过程完成了具有一定间隔 的细胞间的信息传递。第二幅图表示相邻细胞
15、之间通过接触来传递信息，接触后细胞膜会互相识别比方精子和卵细胞的结合。别看青蛙和蟾蜍长得像，自然环境中，青蛙的精子会与蟾蜍的卵细胞结合吗？第三幅图表示相邻细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道传递到另一个细胞。这种信息交流方式也不通过直接接触，打个比喻，通道就好似 线，相邻的同学可以通过打 ，让信息从 线一头传到另一头。如图上的细胞间的丝状物，是高等植物细胞形成的信号通道，叫做胞间连丝。如今，问大家一个问题，细胞间的信息交流是不是非要接触啊？上述只是细胞膜的一些根本功能，它还有免疫等功能后面会渐渐学习。有兴趣的同学可以自己查资料。四、细 胞 壁 2min【提问】前面我们为什么不选择植物细胞作
16、为实验材料啊？对，因为植物细胞具有细胞壁，它的化学成分是纤维素和果胶，对植物细胞有支持和保护作用。另外，细菌也有细胞壁，但成分是肽聚糖。既然植物细胞有细胞壁，为什么植物细胞不把细胞壁作为它系统的边界呢？主要是因为细胞壁不具备细胞膜那样的功能，不能控制物质进出，不能进展信息交流。细胞壁的性质是全透性。学生答复因为它有细胞壁和细胞核以及细胞器。学生考虑。答复以下问题。照应前文，帮助学生融会贯穿。引导学生主动发问和考虑。五、课后检查3min 答复课后练习。完成?世纪金榜?自主演练和课后稳固。复习稳固。六、板 书 设 计 第一节 细胞膜系统的边界 一、制备细胞膜 材料：哺乳动物成熟红细胞 原理：吸水涨
17、破 二、细胞膜的成分 脂质 约 50%蛋白质 约 40%糖类 约 2%-10%三、细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境隔开 2.控制物质进出细胞 3.进展细胞间的信息交流 四、细胞壁 成分：纤维素和果胶 作用：支持和保护 附材料：发给学生。材料一 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。考虑与讨论：伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？材料二 1859年，E.Oerton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进展了上万次的研究。发现但凡易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。1897 年，Crijins 和 Hedin 用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关,且溶解度越大越容易通过。考虑与讨论：你从以上实验中能得出什么结论？并说明理由。材料三 科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质 考虑与讨论:你从以上实验中能得出什么结论？