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高中生物教案系統(tǒng)的邊界細(xì)胞膜
細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界
一、教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)目標(biāo)：簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的成分和功能，解釋細(xì)胞膜在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能中的重要作用。
2．能力目標(biāo)：進(jìn)行用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法。
3．情感目標(biāo)：認(rèn)同細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)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(xì)胞膜的成分和功能
�。�2）理解細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義
2．教學(xué)難點(diǎn)
�。�1）用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的方法
�。�2）理解細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義
三、教學(xué)方法
講授與學(xué)生討論相結(jié)合、問(wèn)題引導(dǎo)法、資料分析法
四、教學(xué)用具
多媒體、課件、教科書、黑板、粉筆
五、課時(shí)安排
1課時(shí)
六、教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入：在前面的學(xué)習(xí)中，我們認(rèn)識(shí)了細(xì)胞這個(gè)基本的生命系統(tǒng)的物質(zhì)成分，從今天開始，我們將進(jìn)一步認(rèn)識(shí)細(xì)胞這個(gè)基本的生命系統(tǒng)，我們來(lái)認(rèn)識(shí)由水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸組成的一個(gè)有機(jī)整體——細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。
大家對(duì)于細(xì)胞應(yīng)該有了一定的認(rèn)識(shí)——我們?cè)诔踔袑W(xué)習(xí)過(guò)，在前面的實(shí)驗(yàn)中我們也曾經(jīng)觀察過(guò)一些細(xì)胞。
T：你認(rèn)為細(xì)胞最外面的結(jié)構(gòu)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(xì)胞膜；略有思考的同學(xué)回答細(xì)胞壁；比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瑢W(xué)會(huì)回答“植物細(xì)胞的最外層是細(xì)胞壁，動(dòng)物細(xì)胞的最外層是細(xì)胞膜”，等）
（教師點(diǎn)評(píng)后總結(jié)，注意點(diǎn)評(píng)學(xué)生的思維習(xí)慣）
T：動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，而像植物、真菌、細(xì)菌等生物，細(xì)胞往往具有細(xì)胞壁。植物細(xì)胞的細(xì)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(duì)植物細(xì)胞有支持和保護(hù)作用。而對(duì)于真菌和細(xì)菌的細(xì)胞壁與植物不同，我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中會(huì)逐步了解。
然而我們今天要重點(diǎn)討論的話題不是細(xì)胞壁，因?yàn)槲覀儗⒂懻摰氖恰跋到y(tǒng)的邊界”，系統(tǒng)的邊界是什么？這里的答案就只有一個(gè)：細(xì)胞膜。
因?yàn)椋覀冞@里指的“系統(tǒng)”是：生命系統(tǒng)！在組成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)中，具有生命活性的結(jié)構(gòu)是細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，而細(xì)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(duì)大家還比較抽象，不過(guò)隨著我們對(duì)細(xì)胞膜等功能的深入，你就會(huì)慢慢了解。
�。ò鍟杭�(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界）
T：對(duì)于細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，同學(xué)們有沒(méi)有這方面的感性認(rèn)識(shí)？也就是說(shuō)你能不能列舉出一些證據(jù)來(lái)證明細(xì)胞膜這個(gè)系統(tǒng)邊界的存在？
S：直接借助光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡觀察得到。
T：很好，電子顯微鏡可以看清楚細(xì)胞膜的存在，光學(xué)顯微鏡雖然不能看見細(xì)胞膜，但是卻能夠清楚的觀察到細(xì)胞與外界環(huán)境是有界限的。
除了這樣的直接觀察，我們還能不能通過(guò)一些其他的感受間接感知細(xì)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(yàn)：一開拓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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)注入變形蟲體內(nèi)，顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，伊紅會(huì)很快的擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能很快逸出細(xì)胞。
另外，我們還可以在顯微鏡下看到：用微針觸碰細(xì)胞表面時(shí)，細(xì)胞表面有彈性，可伸展；用微針插入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞表面有一層結(jié)構(gòu)被刺破；如果細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)受損面過(guò)大，細(xì)胞會(huì)死亡。
過(guò)渡：通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，我們也可以看到，當(dāng)細(xì)胞膜被破壞的時(shí)候，細(xì)胞也就死亡了。這說(shuō)明了細(xì)胞膜對(duì)于生命系統(tǒng)來(lái)講，是非常重要的。那么，細(xì)胞膜有哪些重要功能呢？
�。▽W(xué)生活動(dòng)）閱讀課本42頁(yè)內(nèi)容，聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，理解細(xì)胞膜的功能。
�。ò鍟杭�(xì)胞膜的功能）
�。ㄕ�(qǐng)學(xué)生發(fā)言，讓他們結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，解釋細(xì)胞膜的功能，教師適時(shí)點(diǎn)評(píng)）
S：細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開。（板書）
只有這樣，細(xì)胞才能獲得一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的內(nèi)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(jí)的墻壁，如果沒(méi)有這些，喧囂的街道，隔壁班級(jí)的活動(dòng)直接影響到我們班級(jí)同學(xué)的學(xué)習(xí)，那么，我們的學(xué)習(xí)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(duì)獨(dú)立的內(nèi)部環(huán)境何等重要；有了細(xì)胞膜，這個(gè)邊界將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，細(xì)胞內(nèi)才能保持各種理化性質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，才可能具備代謝的正常條件。也正因?yàn)槿绱耍谏钠鹪催^(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(xì)胞膜能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。（板書）
既然細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界，這就好像皮膚是我們?nèi)梭w的邊界一樣，我們的皮膚可以阻止一些病毒、細(xì)菌等進(jìn)入我們體內(nèi)，細(xì)胞膜也應(yīng)該有類似的功能。
S：……
T：這個(gè)類比是比較恰當(dāng)?shù)摹?duì)于細(xì)胞膜能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞這一點(diǎn)功能，我們將在第四章會(huì)有更加詳細(xì)的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在需要大家先了解細(xì)胞膜具有選擇性的允許細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入，而細(xì)胞不需要的，或者對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)就不容易進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞膜的這樣一種生理功能我們稱之為“選擇透過(guò)性”。不過(guò)選擇透過(guò)性只有活的細(xì)胞的細(xì)胞膜也具有，細(xì)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(xí)中，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)檢驗(yàn)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(xì)胞膜的這點(diǎn)特性。下面給大家如下材料，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)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(yǎng)皿，燒杯，酒精燈。
（學(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(duì)照的實(shí)驗(yàn)材料。
3、分別取煮過(guò)和未煮過(guò)的玉米種子放在培養(yǎng)皿中，用刀片沿胚的中線縱向切開籽粒，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(shù)次，直到?jīng)_洗液無(wú)色為止（洗去浮色）。
4、觀察籽粒中胚的顏色。
�。ㄍ队埃┙Y(jié)果預(yù)期：
未煮過(guò)的籽粒的胚細(xì)胞未被染成紅色；煮過(guò)的籽粒的胚細(xì)胞被染成紅色。
�。ㄅ呒�(xì)胞被染紅說(shuō)明了胚細(xì)胞的細(xì)胞膜失去了選擇透過(guò)性，也就說(shuō)明胚細(xì)胞死亡，不再具有萌發(fā)活性）
S：細(xì)胞膜進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。（板書）
細(xì)胞作為一個(gè)個(gè)體的基本組成單位，對(duì)于一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，生活在外界環(huán)境中，與周圍的環(huán)境關(guān)系密切，不斷地與外界環(huán)境發(fā)生著物質(zhì)和信息的交流。構(gòu)成個(gè)體的細(xì)胞也應(yīng)該是這樣的，只有這樣，細(xì)胞才能聯(lián)合起來(lái)組成能行使同一功能的組織，再構(gòu)成器官……而細(xì)胞之間的信息傳遞，應(yīng)該就是考系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜。
T：（放映有關(guān)細(xì)胞間進(jìn)行信息傳遞的動(dòng)畫、圖片等，同步解說(shuō)）
在多細(xì)胞生物體內(nèi)，各個(gè)細(xì)胞都不是單獨(dú)存在的。它們必須保持功能的協(xié)調(diào)。這種協(xié)調(diào)不僅依賴于物質(zhì)和能量的交換，也有賴于信息的交流。這種信息的交流大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)。
細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的方式：1 靶細(xì)胞（胰島素與靶細(xì)胞） 2 細(xì)胞間信息的傳遞（精子與卵細(xì)胞結(jié)合） 3 相鄰兩個(gè)細(xì)胞通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞（高等植物細(xì)胞的胞間連絲）
過(guò)渡：通過(guò)剛才的學(xué)習(xí)，可以看到細(xì)胞膜的功能對(duì)于一個(gè)細(xì)胞的正常運(yùn)作是必需的；當(dāng)然細(xì)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(xí)中逐漸了解，總結(jié)。
我們知道有什么樣的結(jié)構(gòu)才可能具有什么樣功能，功能與結(jié)構(gòu)是相統(tǒng)一的，那么，細(xì)胞膜具有什么樣的結(jié)構(gòu)才能完成上述的功能呢？
鑒于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)我們還會(huì)在第四章詳細(xì)學(xué)習(xí)，我們這里主要來(lái)研究細(xì)胞膜的組成，看看完成細(xì)胞膜功能的是靠細(xì)胞膜上的哪些成分來(lái)完成的。
（板書：細(xì)胞膜的成分）
T：我們要分析細(xì)胞膜的成分，首先要獲得細(xì)胞膜。那么，怎樣獲得比較純凈的細(xì)胞膜呢？
請(qǐng)大家閱讀課本40頁(yè)－41頁(yè)的實(shí)驗(yàn)：體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法，完成下面幾個(gè)問(wèn)題的思考。
�。ò鍟后w驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法）
問(wèn)題：1、選用植物細(xì)胞好不好？
2、為什么選用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞？
3、細(xì)胞破裂后，怎樣分離出比較純凈的細(xì)胞膜？
4、歸納實(shí)驗(yàn)的原理。
（學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，教師指導(dǎo)，后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)）
S：……
T：我們利用動(dòng)物細(xì)胞在蒸餾水中會(huì)吸水漲破，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)就會(huì)流出來(lái)，從而獲得細(xì)胞膜。再由于哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核以及其他膜結(jié)構(gòu)的細(xì)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(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)分離開來(lái)，獲得比較純凈的細(xì)胞膜。
T：現(xiàn)在細(xì)胞膜的提取過(guò)程大家已經(jīng)體驗(yàn)過(guò)來(lái)，接下來(lái)的工作就是分析細(xì)胞膜的成分有哪些？怎么分析呢？
借助現(xiàn)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(qǐng)大家看下面的資料，來(lái)分析一下細(xì)胞膜的成分。
�。ㄍ队埃�
1．發(fā)現(xiàn)脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通過(guò)細(xì)胞膜；
2．如果用脂質(zhì)溶劑處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜被溶解；
3．如果用蛋白酶來(lái)處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)也能破壞膜結(jié)構(gòu)。）
�。▽W(xué)生討論、發(fā)言）
S：……
S：（歸納總結(jié)）細(xì)胞膜的成分中含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。（板書）
T：好，大家一起來(lái)看課本，享受已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的研究結(jié)果：細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還有少量的糖類。其中脂質(zhì)約占細(xì)胞膜總量的50％，蛋白質(zhì)約占40％，糖類占2％－10％。在組成細(xì)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?cè)诟鞣N膜的研究中還發(fā)現(xiàn)，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)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(dān)者，細(xì)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(jié)的學(xué)習(xí)中，越來(lái)越多地了解細(xì)胞膜的各種成分在其功能中的具體作用。
T：好，這節(jié)課我們就進(jìn)行到這里。
七、課后反思
對(duì)于這節(jié)課的內(nèi)容，雖然有問(wèn)題探討、有實(shí)驗(yàn)，但是基于學(xué)生的生物學(xué)基礎(chǔ)，還不能很大程度的實(shí)現(xiàn)自我探究。就像“問(wèn)題探討”中的問(wèn)題，我認(rèn)為有一些超出了學(xué)生的知識(shí)認(rèn)識(shí)水平，所以，我采用提供一些直觀的資料，再由學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)，進(jìn)行總結(jié)。
整節(jié)課我認(rèn)為最重要的就是要實(shí)現(xiàn)學(xué)生能夠積極的參與進(jìn)入老師的話題中，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(shù)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(rèn)為不！不管是傳統(tǒng)的，還是新課改，不管采用哪種教學(xué)方式，思維的引導(dǎo)很重要：我覺得只要課堂上，能夠使學(xué)生養(yǎng)成生物學(xué)的思考習(xí)慣就達(dá)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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