人教版高中生物必修13.1细胞膜-系统的边界教案1.doc

第1节 细胞膜——系统的边界 ‎ 教学目标 ‎1．知识目标 ‎（1）简述细胞膜的成分及结构和功能特点。 ‎ ‎（2）举例说出细胞膜的功能。 ‎ 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 教师行为 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结构有关呢？今天我们就来学习第三章——细胞的基本结构。‎ 产生疑问的同时形成学习和探讨新知识的兴趣。‎ 引用名言，激发学生的兴趣和求知欲 引 入 本 节 内 容 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。‎ 学生阅读材料并进行思考，尝试回答问题，从而感知细胞边界的存在。‎ 创设问题情境引导学生思考和猜测 ‎3min ‎【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，它的边界就是这堂课我们要学习的内容————细胞膜。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎  一、‎ 体 验 细 胞 膜 的 制 备 方 现在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，合适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？‎ 结合学生的回答进一步补充，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，选材应遵循的原则：①无细胞壁②无细胞核③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，鸡不属于哺乳动物。‎ ‎2.实验原理：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 思考几种实验材料，比较和初步分析，选择一种实验材料，并尝试说出原因。‎ 结合自己的思考，从老师的讲解中作出比较，思考为什么哺乳动物红细胞可以作为实验材料？通过思考并结合老师的讲解，了解红细胞满足选材原则的根本原因。‎ ‎ ‎ 学生答不行，因为它不是哺乳动物。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 体会实验材料的正确选择对于科学研究的重要性，提高学生科学研究素养。‎ ‎ ‎ 培养学生的想象力，引导学生思考实验的原理。通过类比，帮助学生理解。‎ 法 ‎13min ‎【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？就好像吹气球，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？同学们都很善于观察啊，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，体会制备细胞膜的方法。注意显微镜的使用方法和注意事项。‎ 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，但是如果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净的细胞膜？‎ 细胞膜和细胞质中的其他结构密度不一样。如果有条件的话，可以用不同转速离心的方法来将它们分离开来。有同学提到过滤，还有一种方法叫凝胶过滤，也是可以的。‎ 学生齐声回答不可以。回答老师的问题，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。‎ 学生回答呈面窝状。‎ 学生答球形。‎ ‎ ‎ 阅读教材 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 看书，观察图片，对比。学生回答第二幅图里面有小黑点。‎ ‎ ‎ 思考与讨论 学生回答蒸馏、萃取、过滤等等。‎ ‎ ‎ 思考并听讲 通过问题和讨论，引导学生主动思考问题，产生对实验的兴趣，培养大胆创新的思想。‎ ‎  二、‎ 细 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 胞 膜 的 成 分 ‎8min 通过上述的实验，我们已经制备了较纯净的细胞膜，现在，我们就来研究细胞膜的成分。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，意思是说结构成分相似的物质可以相互混溶。‎ ‎【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（①1859年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不易溶于脂质的物质，就不容易穿过膜。②1897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。）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，如果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%，糖类约占2%-10%。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 思考并讨论。   ‎ ‎ ‎ 学生回答细胞膜里含有脂质。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生回答细胞膜里含有蛋白质。‎ 学生回答用双缩鸟试剂，紫色反应。先A后B。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生回答不一样。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 结合材料培养学生分析和获取知识信息的能力，引导学生主动探讨，与寻求科学知识。‎ 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。那老师现在问你们，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。‎ ‎ ‎ ‎ 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，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。‎ ‎2.控制物质进出细胞 第一个功能同学们理解了吗？那你们现在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行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，关于细胞膜的结构和性质后期我们会详细学习。估计有同学会想，既然细胞膜能够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。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 听讲并且结合老师的比喻理解细胞的功能 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎  ‎ ‎ ‎ 回答理解了。‎ ‎ ‎ 没有校牌不能进。结合老师的比喻理解细胞膜的功能。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 回答问题，打电话、发信息、微博、聊QQ、电子邮件等等 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 通过形象的比喻，帮助学生理解和记忆细胞膜的功能。培养学生联系生活来学习的能力。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎3.进行细胞间的信息交流 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秘密语言，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表面的受体蛋白结合。细胞表面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。靶细胞就是接受信号分子的细胞。受体是细胞膜表面的识别信号分子的物质，本质是蛋白质。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距离的细胞间的信息传递。第二幅图表示相邻细胞之间通过接触来传递信息，接触后细胞膜会相互识别比如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，通道就好像电话线，相邻的同学可以通过打电话，让信息从电话线一头传到另一头。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。现在，问大家一个问题，细胞间的信息交流是不是非要接触啊？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生回答不会。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生回答不是的。‎ ‎ ‎ 复杂的问题简单化，抽象的具体化，帮助学生理解。‎ 上述只是细胞膜的一些基本功能，它还有免疫等功能后面会慢慢学习。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，不能进行信息交流。细胞壁的性质是全透性。‎ 学生回答因为它有细胞壁和细胞核以及细胞器。‎ ‎ ‎ 学生思考。回答问题。‎ 照应前文，帮助学生融会贯通。引导学生主动发问和思考。‎ 五、‎ 课后检查3min 回答课后练习。完成《世纪金榜》自主演练和课后巩固。‎ ‎ ‎ 复习巩固。‎ 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.进行细胞间的信息交流 ‎                四、细胞壁  ‎ 成分：纤维素和果胶  作用：支持和保护 ‎ ‎