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高中生物教案系統的邊界細胞膜
細胞膜——系統的邊界
一、教學(xué)目標
1．知識目標：簡(jiǎn)述細胞膜的成分和功能，解釋細胞膜在維持細胞結構和功能中的重要作用。
2．能力目標：進(jìn)行用哺乳動(dòng)物紅細胞制備細胞膜的實(shí)驗，體驗制備細胞膜的方法。
3．情感目標：認同細胞膜作為系統的邊界，對于細胞這個(gè)生命系統的重要意義。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1．教學(xué)重點(diǎn)
�。�1）細胞膜的成分和功能
�。�2）理解細胞膜對于細胞這個(gè)生命系統的重要意義
2．教學(xué)難點(diǎn)
�。�1）用哺乳動(dòng)物紅細胞制備細胞膜的方法
�。�2）理解細胞膜對于細胞這個(gè)生命系統的重要意義
三、教學(xué)方法
講授與學(xué)生討論相結合、問(wèn)題引導法、資料分析法
四、教學(xué)用具
多媒體、課件、教科書(shū)、黑板、粉筆
五、課時(shí)安排
1課時(shí)
六、教學(xué)過(guò)程
導入：在前面的學(xué)習中，我們認識了細胞這個(gè)基本的生命系統的物質(zhì)成分，從今天開(kāi)始，我們將進(jìn)一步認識細胞這個(gè)基本的生命系統，我們來(lái)認識由水、無(wú)機鹽、糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸組成的一個(gè)有機整體——細胞的基本結構。
大家對于細胞應該有了一定的認識——我們在初中學(xué)習過(guò)，在前面的實(shí)驗中我們也曾經(jīng)觀(guān)察過(guò)一些細胞。
T：你認為細胞最外面的結構是什么？
S：……（學(xué)生發(fā)言：脫口而出的同學(xué)可能往往回答細胞膜；略有思考的同學(xué)回答細胞壁；比較嚴謹的同學(xué)會(huì )回答“植物細胞的最外層是細胞壁，動(dòng)物細胞的最外層是細胞膜”，等）
�。ń處燑c(diǎn)評后總結，注意點(diǎn)評學(xué)生的思維習慣）
T：動(dòng)物細胞沒(méi)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(méi)有生命活動(dòng)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(xué)習中會(huì )逐步了解。
然而我們今天要重點(diǎn)討論的話(huà)題不是細胞壁，因為我們將討論的是“系統的邊界”，系統的邊界是什么？這里的答案就只有一個(gè)：細胞膜。
因為，我們這里指的“系統”是：生命系統！在組成細胞的結構中，具有生命活性的結構是細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核，而細胞壁并沒(méi)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(guò)隨著(zhù)我們對細胞膜等功能的深入，你就會(huì )慢慢了解。
�。ò鍟�(shū)：細胞膜——系統的邊界）
T：對于細胞膜作為系統的邊界，同學(xué)們有沒(méi)有這方面的感性認識？也就是說(shuō)你能不能列舉出一些證據來(lái)證明細胞膜這個(gè)系統邊界的存在？
S：直接借助光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡觀(guān)察得到。
T：很好，電子顯微鏡可以看清楚細胞膜的存在，光學(xué)顯微鏡雖然不能看見(jiàn)細胞膜，但是卻能夠清楚的觀(guān)察到細胞與外界環(huán)境是有界限的。
除了這樣的直接觀(guān)察，我們還能不能通過(guò)一些其他的感受間接感知細胞膜的存在呢？
�。ㄓ靡曨l的方式介紹科學(xué)家進(jìn)行顯微探針感受阻力的實(shí)驗：一開(kāi)拓學(xué)生的實(shí)驗思路；二激發(fā)學(xué)生興趣）
用顯微注射器將一種叫伊紅的物質(zhì)注入變形蟲(chóng)體內，顯微鏡下觀(guān)察發(fā)現，伊紅會(huì )很快的擴散到整個(gè)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(shí)，細胞表面有彈性，可伸展；用微針插入細胞內，細胞表面有一層結構被刺破；如果細胞表面結構受損面過(guò)大，細胞會(huì )死亡。
過(guò)渡：通過(guò)剛才的實(shí)驗，我們也可以看到，當細胞膜被破壞的時(shí)候，細胞也就死亡了。這說(shuō)明了細胞膜對于生命系統來(lái)講，是非常重要的。那么，細胞膜有哪些重要功能呢？
�。▽W(xué)生活動(dòng)）閱讀課本42頁(yè)內容，聯(lián)系生活經(jīng)驗，理解細胞膜的功能。
�。ò鍟�(shū)：細胞膜的功能）
�。ㄕ垖W(xué)生發(fā)言，讓他們結合生活經(jīng)驗，解釋細胞膜的功能，教師適時(shí)點(diǎn)評）
S：細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)。（板書(shū)）
只有這樣，細胞才能獲得一個(gè)相對比較穩定的內部環(huán)境，才能減小受到的各種外部干擾，才能正常的進(jìn)行各種代謝活動(dòng)。這就好比我們的學(xué)校的圍墻，班級的墻壁，如果沒(méi)有這些，喧囂的街道，隔壁班級的活動(dòng)直接影響到我們班級同學(xué)的學(xué)習，那么，我們的學(xué)習不可能正常進(jìn)行。
S：……
T：同學(xué)們的比方非常形象。作為生命體，要保證自身代謝順利進(jìn)行，一個(gè)相對獨立的內部環(huán)境何等重要；有了細胞膜，這個(gè)邊界將細胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)，細胞內才能保持各種理化性質(zhì)的相對穩定，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(guò)程中，科學(xué)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(jìn)出細胞。（板書(shū)）
既然細胞膜是細胞的邊界，這就好像皮膚是我們人體的邊界一樣，我們的皮膚可以阻止一些病毒、細菌等進(jìn)入我們體內，細胞膜也應該有類(lèi)似的功能。
S：……
T：這個(gè)類(lèi)比是比較恰當的。對于細胞膜能控制物質(zhì)進(jìn)出細胞這一點(diǎn)功能，我們將在第四章會(huì )有更加詳細的學(xué)習，現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(yíng)養物質(zhì)進(jìn)入，而細胞不需要的，或者對細胞有害的物質(zhì)就不容易進(jìn)入細胞。細胞膜的這樣一種生理功能我們稱(chēng)之為“選擇透過(guò)性”。不過(guò)選擇透過(guò)性只有活的細胞的細胞膜也具有，細胞死亡，這種選擇透過(guò)性就喪失了。
記得在我們初中的學(xué)習中，我們通過(guò)實(shí)驗的方法來(lái)檢驗玉米的種子是否還具有萌發(fā)的活性（也就是說(shuō)玉米種子是否還是活的），也就是利用細胞膜的這點(diǎn)特性。下面給大家如下材料，請你設計實(shí)驗來(lái)檢驗這些玉米種子是否還能萌發(fā)。
�。ㄍ队埃┎牧希河衩追N子，紅墨水，鑷子，刀片，培養皿，燒杯，酒精燈。
�。▽W(xué)生思考、討論、發(fā)言）
�。ㄍ队埃┓椒ú襟E：
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(shí)驗材料。
3、分別取煮過(guò)和未煮過(guò)的玉米種子放在培養皿中，用刀片沿胚的中線(xiàn)縱向切開(kāi)籽粒，用稀釋20倍的紅墨水浸泡（以沒(méi)過(guò)種子為宜）。2min后，倒去紅墨水，用水沖洗籽粒數次，直到?jīng)_洗液無(wú)色為止（洗去浮色）。
4、觀(guān)察籽粒中胚的顏色。
�。ㄍ队埃┙Y果預期：
未煮過(guò)的籽粒的胚細胞未被染成紅色；煮過(guò)的籽粒的胚細胞被染成紅色。
�。ㄅ呒毎蝗炯t說(shuō)明了胚細胞的細胞膜失去了選擇透過(guò)性，也就說(shuō)明胚細胞死亡，不再具有萌發(fā)活性）
S：細胞膜進(jìn)行細胞間的信息交流。（板書(shū)）
細胞作為一個(gè)個(gè)體的基本組成單位，對于一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，生活在外界環(huán)境中，與周?chē)沫h(huán)境關(guān)系密切，不斷地與外界環(huán)境發(fā)生著(zhù)物質(zhì)和信息的交流。構成個(gè)體的細胞也應該是這樣的，只有這樣，細胞才能聯(lián)合起來(lái)組成能行使同一功能的組織，再構成器官……而細胞之間的信息傳遞，應該就是考系統的邊界——細胞膜。
T：（放映有關(guān)細胞間進(jìn)行信息傳遞的動(dòng)畫(huà)、圖片等，同步解說(shuō)）
在多細胞生物體內，各個(gè)細胞都不是單獨存在的。它們必須保持功能的協(xié)調。這種協(xié)調不僅依賴(lài)于物質(zhì)和能量的交換，也有賴(lài)于信息的交流。這種信息的交流大多與細胞膜的結構和功能有關(guān)。
細胞間進(jìn)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（精子與卵細胞結合） 3 相鄰兩個(gè)細胞通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細胞（高等植物細胞的胞間連絲）
過(guò)渡：通過(guò)剛才的學(xué)習，可以看到細胞膜的功能對于一個(gè)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(diǎn)，還有一些其他的功能，這個(gè)問(wèn)題大家可以在課下查找資料，也可以在后面的學(xué)習中逐漸了解，總結。
我們知道有什么樣的結構才可能具有什么樣功能，功能與結構是相統一的，那么，細胞膜具有什么樣的結構才能完成上述的功能呢？
鑒于細胞膜的結構我們還會(huì )在第四章詳細學(xué)習，我們這里主要來(lái)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(lái)完成的。
�。ò鍟�(shū)：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(yè)－41頁(yè)的實(shí)驗：體驗制備細胞膜的方法，完成下面幾個(gè)問(wèn)題的思考。
�。ò鍟�(shū)：體驗制備細胞膜的方法）
問(wèn)題：1、選用植物細胞好不好？
2、為什么選用哺乳動(dòng)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(shí)驗的原理。
�。▽W(xué)生進(jìn)行實(shí)驗體驗，教師指導，后進(jìn)行點(diǎn)評總結）
S：……
T：我們利用動(dòng)物細胞在蒸餾水中會(huì )吸水漲破，細胞內的物質(zhì)就會(huì )流出來(lái)，從而獲得細胞膜。再由于哺乳動(dòng)物成熟的紅細胞沒(méi)有細胞核以及其他膜結構的細胞器，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的其他物質(zhì)分離開(kāi)來(lái)，獲得比較純凈的細胞膜。
T：現在細胞膜的提取過(guò)程大家已經(jīng)體驗過(guò)來(lái)，接下來(lái)的工作就是分析細胞膜的成分有哪些？怎么分析呢？
借助現在的科學(xué)技術(shù)手段，我們大可以通過(guò)先進(jìn)的儀器分析得知，但是我們手頭上沒(méi)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(lái)分析一下細胞膜的成分。
�。ㄍ队埃�
1．發(fā)現脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通過(guò)細胞膜；
2．如果用脂質(zhì)溶劑處理細胞，發(fā)現細胞膜被溶解；
3．如果用蛋白酶來(lái)處理細胞，發(fā)現也能破壞膜結構。）
�。▽W(xué)生討論、發(fā)言）
S：……
S：（歸納總結）細胞膜的成分中含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。（板書(shū)）
T：好，大家一起來(lái)看課本，享受已經(jīng)發(fā)現的研究結果：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(lèi)。其中脂質(zhì)約占細胞膜總量的50％，蛋白質(zhì)約占40％，糖類(lèi)占2％－10％。在組成細胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富。
通過(guò)這則資料，其實(shí)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，功能越復雜的細胞膜，其蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數量就越多。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(dòng)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的學(xué)習中，越來(lái)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，這節課我們就進(jìn)行到這里。
七、課后反思
對于這節課的內容，雖然有問(wèn)題探討、有實(shí)驗，但是基于學(xué)生的生物學(xué)基礎，還不能很大程度的實(shí)現自我探究。就像“問(wèn)題探討”中的問(wèn)題，我認為有一些超出了學(xué)生的知識認識水平，所以，我采用提供一些直觀(guān)的資料，再由學(xué)生進(jìn)行體驗，進(jìn)行總結。
整節課我認為最重要的就是要實(shí)現學(xué)生能夠積極的參與進(jìn)入老師的話(huà)題中，能夠緊緊跟上老師的腳步，其中，最關(guān)鍵的就是要有學(xué)生自己的思考，不過(guò)，我想這樣的思考多數學(xué)生都可以，但是怎樣讓全部的學(xué)生都能夠做到這樣，還需要不斷的探討，這也包括課堂上的教師的積極課堂感染。
一堂課，是不是都是學(xué)生活動(dòng)就成功了？我認為不！不管是傳統的，還是新課改，不管采用哪種教學(xué)方式，思維的引導很重要：我覺(jué)得只要課堂上，能夠使學(xué)生養成生物學(xué)的思考習慣就達到目的了，教是為了不教，就是要讓學(xué)生有自己的分析問(wèn)題的能力。
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