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1、細胞膜系統(tǒng)的邊界 教學設計學 院：生命科學學院姓 名：胥婷婷實習學校：通化縣第七中學 3.1細胞膜系統(tǒng)的邊界 教學設計一、教材分析 “細胞膜系統(tǒng)的邊界”是人中生物必修1中第三章第一節(jié)的內(nèi)容，是在學習了生物的物質(zhì)基礎和細胞的種類的基礎上進行的，為以后的細胞器、物質(zhì)出入細胞的方式以及生物膜系統(tǒng)等內(nèi)容做鋪墊，起著承上啟下的橋梁作用，是生物學中十分重要的內(nèi)容。二、學情分析學習者是高中一年級學生，對于細容初中有一定的基礎。這個階段的學生學習積極性較高，課堂上應該充分調(diào)動學生的積極性，引導學生不斷思考，體現(xiàn)學生的主體性和教師的主導性。老師在教學過程中應該多聯(lián)系生活實際，利用類比推理等方法，幫助學生識記和理

2、解。三、教學目標（一）知識目標：1.通過學習，學生能夠簡述細胞膜的成分和掌握細胞膜的功能；（二）能力目標：1.通過學習，學生體驗制備細胞膜的方法；2.通過觀察、分析所給材料，提高學生獲取信息的能力；（三）情感目標：1.學生能夠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。四、教學重難點（一）教學重點1.細胞膜的成分和功能2.細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義（二）教學難點1.用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。2.細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。五、教學過程教學內(nèi)容教師行為學生行為設計意圖導入本章1min著名的生物學家翟中和院士說“我最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能

3、電腦更精巧！”為什么一個細胞會比智能電腦更精巧呢？細胞到底有什么精巧之處？它的精巧會不會與其結構有關呢？今天我們就來學習第三章細胞的基本結構。產(chǎn)生疑問的同時形成學習和探討新知識的興趣。引用名言，激發(fā)學生的興趣和求知欲引入本節(jié)內(nèi)容3min同學們都知道我只雄雞，這只雄雞是靠什么來圈定的呢？那就是邊界。邊界對于一個系統(tǒng)來說是至關重要的，細胞作為一個生命系統(tǒng)，它有沒有邊界呢？請看材料一，科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。【學生討論】伊紅為什么不會逸出細胞？此實驗說明了什么？分析材料可知，細胞也有邊界，它的邊界就是這堂課我們要學習的內(nèi)容細胞膜。

4、學生閱讀材料并進行思考，嘗試回答問題，從而感知細胞邊界的存在。創(chuàng)設問題情境引導學生思考和猜測 一、體驗細胞膜的制備方法13min現(xiàn)在我們知道的由哪些物質(zhì)組成、具有什么功能呢？我們還是一無所知，也就是說我們需要研究細胞膜，拿什么來研究呢？首先就來學習細胞膜的制備。1.實驗材料：對于一個實驗來說，合適的實驗材料是實驗成功的關鍵。以下幾種材料：哺乳動物成熟的紅細胞、高等動物細胞、高等植物細胞、細菌細胞。【學生討論】選擇哪種材料制備細胞膜？為什么？結合學生的回答進一步補細胞、高等植物細胞有細胞核以及復雜的細胞器，植物細胞還有細胞壁。細菌細胞屬于原核還是真核??？原核，那它沒有真正的細胞核，也沒有核糖體以

5、外的細胞器，但是，它最外面有一層細胞壁。用這些材料來制備細胞膜是很困難的，因此，選材應遵循的原則：無細胞壁無細胞核無眾多的細胞器。哺乳動物成熟紅細胞為什么滿足這些條件呢？因為它的主要功能是通過血紅蛋白來運輸氧，所以在發(fā)育過程中，它的細胞核和細胞器等逐漸退化并排出，為血紅蛋白騰出更多的空間?！咎釂枴侩u血紅細胞行不行啊？為什么？對，雞不屬于哺乳動物。2.實驗原理：【提問】有了實驗材料，接下來要怎么操作呢？用針扎破細胞行不行？用鑷子把細胞膜剝下來可以嗎？為什么？細胞內(nèi)的物質(zhì)是有一定濃放在清水里，水就會滲進細胞，細胞吸水多了會怎么樣呢？就好像吹氣球，越吹越大，然后就怎么樣??？會漲破。所以，實驗原理就是

6、細胞的吸水漲破。結合教材41頁的圖片來理解?！咎釂枴康谝桓闭＜t細胞是什么形狀?。客瑢W們都很善于觀察啊，紅細胞是兩面略凹的圓餅形。第二幅圖是吸水后的紅細胞，什么形狀呢？第三幅圖就是吸水漲破的紅細胞，可以看見細胞內(nèi)容物流出來了。3.制備細胞膜的步驟：給大家2min時間自己閱讀課本上P41的方法步驟和2副光鏡下的照片，體會制備細胞膜的方法。注意顯微鏡的使用方法和注意事項。大家再看看41頁上的兩張光鏡照片整個黃色的圓圈是你觀察的視野，紅細胞是視野里的小圓圈。【提問】有沒有同學告訴我兩幅圖的區(qū)別？很好，圖二顯示一部分細胞吸水漲破了，小黑點就是漲破后的細胞不會反光而造成的?！緦W生討論】顯察到細胞膜了，但

7、是如果這個實驗是在試管中完成的，細胞破裂后，細胞膜和細胞質(zhì)混合著，還需要用什么方法才能獲得較純凈的細胞膜？細胞膜和細胞質(zhì)中的其他結構密度不一樣。如果有條件的話，可以用不同轉(zhuǎn)速離心的方法來將它們分離開來。有同學提到過濾，還有一種方法叫凝膠過濾，也是可以的。思考幾種實驗材料，比較和初步分析，選擇一種實驗材料，并嘗試說出原因。結合自己的思考，從老師的講，思考為什么哺乳動物紅細胞可以作為實驗材料？通過思考并結合老師的講解，了解紅細胞滿足選材原則的根本原因。學生答不行，因為它不是哺乳動物。學生齊聲回答不可以?；卮鹄蠋煹膯栴}，因為細胞太小了。結合老師的比喻，氣球不斷吹會漲破，細胞也會漲破。學生回答呈面窩狀

8、。學生答球形。閱讀教材看書，觀察圖片，對比。學生回答第二幅圖里面有小黑點。思考與討論學生回答蒸餾、萃取、過濾等等。思考并聽講體會實驗材料的正確選擇對于科學研究的重要性，提高學生科學研究素養(yǎng)。培養(yǎng)學生的想象力，引導學生思考實驗的原理。通過類比，幫助學生理解。通過問題和討論，引導學生主動思考問題，產(chǎn)生對實驗的興趣，培養(yǎng)大膽創(chuàng)新的思想。 二、細胞膜的成分8min通過上述的實驗，我們已經(jīng)制細胞膜，現(xiàn)在，我們就來研究細胞膜的成分。首先，我們一起看看科學家們的研究歷程。有科學家做過這樣的實驗，用脂質(zhì)溶劑去溶解細胞膜，發(fā)現(xiàn)細胞膜被溶解了，脂質(zhì)分子進入到溶劑中。在化學上有一個理論叫相似相溶，意思是說結構成分相

9、似的物質(zhì)可以相互混溶?！緦W生討論】你從以上實驗中能得出什么結論？并說明理由。也就是說細胞膜里含有脂可以結合材料二（1859年，歐文頓選用500多種化學物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也容易穿過膜，反之，不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，就不容易穿過膜。1897年，Crijins和Hedin用紅細胞做實驗，同樣也證明分子的通透性與其在脂質(zhì)中的溶解度有關,且溶解度越大越容易通過。）再看一看。那是不是細胞膜里就只有脂質(zhì)一學家又做了這樣的實驗，請看材料三，科學家對細胞膜化學成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細胞膜會被蛋白酶分解。（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）

10、【學生討論】你從以上實驗中能得出什么結論？ 很好，實驗證明了細胞膜含有蛋白質(zhì)，如果讓你設計一個實驗來證明蛋白質(zhì)的存在，怎么做？雙縮脲試劑使用有什么要求？上述科學實驗的研究發(fā)現(xiàn)，細胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外，還有少量糖類。脂質(zhì)約占50%，蛋白質(zhì)約占40%，糖類約占2%-10%。其中脂質(zhì)以磷脂含量最為豐細胞膜形使功能時起到重要作用，功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。那老師現(xiàn)在問你們，不同功能的細胞膜，它的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量一樣嗎？對，不一樣。思考并討論。 學生回答細胞膜里含有脂質(zhì)。學生回答細胞膜里含有蛋白質(zhì)。學生回答用雙縮鳥試劑，紫色反應。先A后B。學生回答不一樣。結合材料培養(yǎng)學生

11、分析和獲取知識信息的能力，引導學生主動探討，與尋求科學知識。 三、細胞膜的功能10min到這里，我們已經(jīng)一步一步地揭開了細胞膜的神秘面紗。細胞膜可以作為一個細胞系統(tǒng)的邊界，它到底有哪些功能呢？1.將細胞與外界環(huán)境分隔開我們可以把細胞膜形象地比喻，把外面的喧囂隔開了，讓你們在一個安靜舒適的環(huán)境下學習和生活。細胞膜將細胞與外界環(huán)境隔開，對于原始生命有著重要意義，它保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。所以，從進化上講，膜的出現(xiàn)是生命起源過程中一個非常重要的階段。2.控制物質(zhì)進出細胞第一個功能同學們理們現(xiàn)在想想海關或邊防檢查站等，對于進出口的人和物品是不是都要進行嚴密的把關和檢查??？違禁物品、毒品等能不能入

12、境？有校牌能進，沒有的能不能進來啊？細胞膜控制物質(zhì)進出也是一樣的道理，細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以進入，不需要或者有害的絕不通融，細胞內(nèi)的代謝廢物和一些分泌物也會及時排除去。這個功能與細胞膜的選擇透過性是相適應的，關于細胞膜的結構和性質(zhì)后期我們會詳細學習。估計有同學會想，既然細胞膜能夠控制有害物質(zhì)的進出，我們是不是就不會生病了呢？當然不是，大家記住細胞膜這個功能是有相對性的，有害物質(zhì)比較不容易進入細胞，但不表示不能，有些病菌、病毒也可以侵入細胞，使生物體患病。3.進行細胞間的信息交流在日常生活中，大家都是通過人交流的啊？其實，細胞和細胞之間也有它們的秘密語言，它們也有交流。細胞膜就是細胞間交流的“信

13、號轉(zhuǎn)換站”，大家請看42頁圖3-2，第一幅圖表示內(nèi)分泌細胞分泌激素，經(jīng)過血管的運輸，激素到達靶細胞外面與靶細胞表面的受體蛋白結合。細胞表面的受體蛋白就存在于細胞膜上，所以是細胞膜把信號傳遞給了靶細胞。內(nèi)分泌細胞就是發(fā)出信號的細胞，激素就是信號分子，除了激素，一些抗體和神經(jīng)信號等也可以作為信號分子被傳遞。靶細胞就是接受信號分子的細胞。受體是細胞膜表面的識別信號分子的物質(zhì)，本質(zhì)是蛋白質(zhì)。這里可以把內(nèi)分泌細胞比喻為淘寶上的賣家，激素是你買的東西，賣家發(fā)貨后，物流公司把你的東西送到目的地，然后就需要你核查信息才能簽收。這樣一個過程完成了具有一定距離的細胞間的信息傳遞。第二幅圖表示相鄰細胞之間通過接觸來

14、傳遞信息，接觸后細胞膜會相互識別比如精子和卵細胞的結合。別看青蛙和蟾蜍長得像，自然環(huán)境中，青蛙的精子會與蟾蜍的卵細胞結合嗎？第三幅圖表示相鄰細胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道傳遞到另一個細胞。這種信息交流方式也不通過直接接觸，打個比喻，通道就好像電話線，相鄰的同學可以通過打電話，讓信息從電話線一頭傳到另一頭。如圖上的細胞間的絲狀物，是高等植物細胞形成的信號通道，叫做胞間連絲。現(xiàn)在，問大家一個問題，細胞間的信息交流是不是非要接觸啊？上述只是細胞膜的一些基本功能，它還有免疫等功能后面會慢慢學習。有興趣的同學可以自己查資料。聽講并且結合老師的比喻理解細胞的功能 回答理解了。沒有校牌不能進。結合

15、老師的比喻理解細胞膜的功能?；卮饐栴}，打電話、發(fā)信息、微博、聊QQ、電子郵件等等學生回答不會。學生回答不是的。通過形象的比喻，幫助學生理解和記憶細胞膜的功能。培養(yǎng)學生聯(lián)系生活來學習的能力。復雜的問題簡單化，抽象的具體化，幫助學生理解。四、細胞壁2min【提問】前面我們?yōu)槭裁床贿x擇植驗材料?。繉?，因為植物細胞具有細胞壁，它的化學成分是纖維素和果膠，對植物細胞有支持和保護作用。另外，細菌也有細胞壁，但成分是肽聚糖。既然植物細胞有細胞壁，為什么植物細胞不把細胞壁作為它系統(tǒng)的邊界呢？主要是因為細胞壁不具備細胞膜那樣的功能，不能控制物質(zhì)進出，不能進行信息交流。細胞壁的性質(zhì)是全透性。學生回答因為它有細胞壁

16、和細胞核以及細胞器。學生思考?；卮饐栴}。照應前文，幫助學生融會貫通。引導學生主動發(fā)問和思考。五、課后檢查3min回答課后練習。完成世紀金榜自主演練和課后鞏固。復習鞏固。六、板書設計第一節(jié) 細胞膜系統(tǒng)的邊界一、制備細胞膜材料：哺乳動物成熟紅細胞原理：吸水漲破二、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 成分：纖維素和果膠 作用：支持和保護附材料：（發(fā)給學生）。材料一 科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。21世紀教育網(wǎng)版權所有思考與討論：伊紅為什么不會逸出細胞？此實驗說明了什么？材料二 185erton選用500多種化學物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也容易穿過膜，反之，不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也不容易穿過膜。1897年，Crijins和Hedin用紅細胞做實驗，同樣也證明分子的通透性與其在脂質(zhì)中的溶解度有關,且溶解度越大越容易通過。21教育網(wǎng)思考與討論：你從以上實驗中能得出什么結論？并說明理由。材料三科學家對細胞膜化學成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細胞膜會被蛋白酶分解。（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）思考與討論:你從以上實驗中能得出什么結論？10