第三章第一节系统的边界PJ.doc

高一生物 个性教案 彭娟2008-10-13第3章第1节 细胞膜系统的边界教材分析：本章的教学内容是由外而内分析细胞各部分结构特点与其功能的适应性。课程标准中与细胞膜有关的要求是“简述细胞膜系统的结构和功能”。教材安排了“体验制备细胞膜的方法”的实验。这个实验的操作步骤很简单，学生只需取一滴猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液，滴在载玻片上，制成临时装片，在高倍显微镜下观察，待观察清晰时，再滴加蒸馏水，使红细胞浸泡在水中，即可观察到哺乳动物红细胞在水中逐步涨破的过程。这个实验的目的，不仅是让学生亲自动手，练习制备细胞膜，更重要的，是让学生体会其中的科学方法，体验实验材料的正确选择对于科学研究的重要性，以及制备细胞膜的方法中所蕴涵的科学原理。细胞膜作为细胞系统的边界，其功能是多种多样的。教科书用学生能够理解的语言，采用类比、打比方等手法，深入浅出地介绍了“将细胞与外界环境分隔开”“控制物质进出细胞”“进行细胞间的信息交流”等几种主要功能。至于其他功能，则以开放的处理方式，鼓励有兴趣的学生自己去探究。细胞间的信息交流是十分复杂的，但是它在保持多细胞生物体内部的协调一致方面起着非常重要的作用。教科书采取的是举例说明、图文结合的形式，帮助学生理解细胞间的信息交流是怎样实现的。学情分析：学生在“使用高倍镜观察几种细胞”时，已经观察到细胞与细胞之间是有“界限”的。基于初中有关细胞内容的学习，学生知道细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核组成的。因此本节要利用学生的学习经验进行“问题探讨”，之后安排实验“体验制备细胞膜的方法”。使学生在观察的基础上，练习制备细胞膜的技能和方法，尤其要重视实验材料的选择。通过上述活动进一步提高学生动手操作和使用显微镜的技能。在第2章组成细胞的分子中，学生知道了蛋白质、糖类和脂质是重要的化合物，但是对于这些物质的存在位置还不清楚，因此在本章的教学中，应指导学生将细胞的物质组成与细胞的结构有机地联系起来，对细胞形成系统的认识。如引导学生从生命系统的结构基础角度，认识“蛋白质是生命活动的主要承担者”，原因之一是它承担了组成细胞基本结构的功能，它是细胞膜的主要成分之一，约占细胞膜总量的40%。再如，引导学生回忆“细胞中的脂质”提出的“磷脂是构成细胞膜的重要成分”，再提出细胞膜结构中脂质约占总量的50%，使学生将前后知识建立起有机的联系，同时，为“生物膜的流动镶嵌模型”的学习奠定基础。教学三维目标：1.知识与技能（1）简述细胞膜的成分和功能。（2）临时装片的制作和显微镜的熟练操作。2.过程与方法（1）体验制备细胞膜的方法，学会调整视野与选择观察范围。（2）通过设计和分析实验，培养学生的科学探究能力。3.情感态度与价值观（1）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。（2）通过对细胞结构和功能的学习让学生体会生命的精致完美，教育学生崇尚生命、热爱科学。教学重点：1.细胞膜的成分和功能。2.实验技能的巩固提高。教学难点：1.制备细胞膜时，观察到红细胞的变化。2.形象地理解细胞膜的功能，体会细胞膜作为细胞这个生命系统的边界的重要意义。教具准备：1.人或哺乳动物（猪、兔等）的新鲜的红细胞稀释液（血液加适量的生理盐水），以及相关的实验用具。2.显微投影仪。教学策略：1.以“问题探讨”中的动物细胞的显微镜物像和第1章实验“使用高倍镜观察几种细胞”为基础，完成“体验制备细胞膜的方法”的实验，感知细胞膜的存在。2.利用已知，获取新知，提高学习能力。3.利用视频图像，帮助学生展开想像的翅膀，拓展思维的空间，认同细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。教法、学法： 讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法课时安排：1课时教学过程：导入：引用翟中和先生的话：“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！”激发学生的兴趣，启发学生的思维，使其产生认知上的冲突：导出本章主题细胞的基本结构。（电脑再高级，也是人造出来的，而人类尽管已经分析出细胞的成分以及结构，却至今造不出细胞。为什么呢？因为细胞不是简单的物质的堆砌，组成细胞的分子只有在细胞中以一定的方式有机地构建起来，才能表现生命。这就是细胞的精巧所在。）新课讲授探究一：细胞的边界是什么？细胞膜还是细胞壁？为什么？ 情境创设出示几张光学显微镜下的细胞图片，回忆细胞的基本结构。 学生活动阅读教材P42-43，了解细胞膜、细胞壁的结构和功能。并小组讨论，为什么选择细胞膜作为边界？ 学生可能会答： 细胞膜具有更多的功能，其中重要的是控制物质进出和细胞间的信息交流。教师精讲例1水溶性染色剂（PI）能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是（ ）A、死细胞与活细胞的核酸结构不同 B、死细胞与活细胞的核酸含量不同C、活细胞能分解染色剂PI D、活细胞的细胞膜能阻止PI的进入答案：D解析：细胞膜的功能之一就是能控制物质进出细胞。此题中用PI鉴别细胞就利用了细胞膜的此功能。细胞膜像海关或边防检查站，对进出细胞的物质进行严格的“检查”。细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的，或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。可以用此特性鉴别细胞的死活。本题中PI是正常情况下细胞不需要的，只要细胞是活细胞就不会进入。 教师精讲细胞膜与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等功能密切相关。细胞膜的主要功能包括以下三个方面：将细胞与外界环境分隔开。细胞膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。细胞壁对细胞具有机械支持和保护及维持细胞正常形态的功能。细胞壁具有全透性，故其不能作为系统的边界。 提供视频播放生命的起源视频，帮助学生理解细胞膜的第一个功能：细胞膜将细胞与外界环境分隔开。 课后拓展题第1题过渡引言我们信息交流方式有打电话、写信、发E-mail、谈话、相互拍手等。细胞与细胞之间是怎样交流信息的呢？ 大多细胞膜上存在激素的受体、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点，所以细胞膜在激素作用、免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要作用。受体：通过电子显微镜观察可看到细胞膜上存在着受体。（配图片） 受体是一种能够识别和选择性结合某种配基的大分子，与配基结合后，产生物理的或化学的信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应，如神经细胞传递兴奋等。许多免疫反应均是在细胞膜上进行的。细胞膜上存在着细胞识别部位，这些识别部位均和细胞膜上的受体有关。细胞识别：细胞膜能提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递。细胞识别是指生物细胞对同种和异种细胞的认识，对自身和异己物质的鉴别。无论是单细胞生物，还是高等动植物，许多重要的生命活动都和细胞间的识别能力密切相关。例2 在哺乳动物受精的过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够 （ ）A.保障细胞内部环境的相对稳定 B.控制物质进出细胞C.卵细胞摄入所需要的精子 D.进行细胞间的信息交流解析：细胞膜具有多种重要功能，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定；细胞膜能控制物质进出细胞；能够进行细胞间的信息交流。而解答本题关键是针对题目所给的材料进行分析。精卵之间的相互识别与结合，靠的是细胞膜上对应的信息分子，是一种信息交流过程。答案：D（配图片说明）海洋或河流湖泊中存在着很多不同生物种的精子和卵细胞，这些精子与卵细胞并没有发生相互结合；免疫细胞吞噬病毒或细菌，而正常情况下并不吞噬自身的细胞；植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发或萌发缓慢；人类输血时要严格配血；器官移植（如骨髓移植）能否成活等。现已知道，细胞识别的部位是在细胞膜上，细胞相互识别的分子基础是细胞膜上的糖蛋白。 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接。例如高等植物细胞之间的胞间连丝，使相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。 探究二：怎样获得纯净的细胞膜呢？实验：体验制备细胞膜的方法实验选材： 提供问题串 哪一种细胞比较适合提取细胞膜呢？应选择植物细胞还是动物细胞？请尝试说出原因？ 科学家为什么选用红细胞并且是哺乳动物红细胞作为制备细胞膜的材料？ 如何利用红细胞获取细胞膜呢？用镊子撕取行吗？用针刺破行吗？应当用什么办法来获取细胞膜？ 学生活动阅读教材、独立思考、合作探讨教师精讲我们选择什么样的材料进行实验才会使细胞膜制备起来更容易，而又不会跟其他的膜混在一起呢？哺乳动物成熟的红细胞是一种很好的材料，因为它没有细胞核和叶绿体等众多的细胞器，也没有细胞壁。实验原理：细胞吸水和失水的原理教师精讲把红细胞放在蒸馏水当中，由于细胞内外浓度差的关系，水分就会不断进入细胞，细胞吸水开始膨胀，如同给气球吹气一样慢慢地鼓起来，太多的水分进入细胞，最后会将细胞膜撑破，使里面的物质流出来。材料用具 方法步骤 见教材1.制作临时装片；2.显微镜下观察；3.滴加蒸馏水并吸引；4.观察细胞变化。方法和步骤思考题思考结果或观察结果1用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片。制成临时装片（注意：量不要太多）稀释液的浓度是多少？为什么？2在低倍显微镜镜下找到红细胞。红细胞正常形态是怎样的？3转换高倍镜，在高倍镜下找到红细胞。高倍镜的正确使用应注意什么？ 4在盖玻片一侧滴一滴蒸馏水，同时在另一侧用吸水纸小心吸引。同伴开始计时。（注意：不要把细胞吸跑）加蒸馏水的作用是什么？5高倍镜下持续跟踪观察细胞变化。细胞如何变化？多长时间细胞发生破裂？小结：根据你的实验过程，说说如何保证实验的效果？哪些需要注意的地方？（光线亮度应暗好还是亮好？如何区分污物与红细胞？如何区分气泡与红细胞？如果细胞在不同层面如何调节显微镜？加蒸馏水时应注意什么？）操作要求：装片制作较好；显微镜操作熟练；蒸馏水的滴加不弄污镜头，吸引不吸走细胞；寻找最先进水部分的细胞观察。拓展：假如第4步中不用蒸馏水而改用质量分数为20%的盐水会怎样？请你试一试，记录下观察结果细胞发生什么变化？为什么会出现这种变化？结果展示：教师选取学生实验效果明显的装片，通过显微投影展示，大家观看。交流成功制备的经验，寻找实验失败的原因。 学生活动讨论：如果不是在装片而是在试管进行实验，细胞破裂后，流出的内容物和细胞膜都混杂在蒸馏水中，还要用什么方法才能获得比较纯的细胞膜？ 探究三 细胞膜的成分资料分析材料1：科学家作了如下实验1.用脂质溶剂处理细胞,发现细胞膜被溶解；2.用蛋白酶处理细胞,膜结构被破坏；3.用卵磷脂酶处理细胞,可破坏细胞膜。这些实验说明了什么问题？材料2：神经髓鞘的蛋白质含量不仅少，而且蛋白质种类只有3种。神经髓鞘功能比较简单，主要起绝缘作用。红细胞、肝细胞、大肠杆菌的细胞膜都承担着非常复杂繁多的生理功能，它们的细胞膜中蛋白质的种类和数量均较多。这说明了什么问题？ 学生活动阅读材料、分析讨论 教师精讲科学家们通过电子显微镜观察细胞膜，并对细胞膜和细胞中其他各种膜进行微量化学成分分析，发现膜主要含有脂质和蛋白质两大类物质。蛋白质约占膜干重的40%,脂质约占50%，其中脂质以磷脂为主。此外,细胞膜还含有约10%的碳水化合物，但是碳水化合物都是和膜蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面。 细胞膜和细胞中其他各种膜化学成分分析 细胞膜的结构 各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，机能活动较旺盛的膜，其蛋白质含量较高,因为膜的功能活动主要由蛋白质来承担。评价反馈1实验过程性评价实验名称体验制备细胞膜的方法姓名评价项目自评小组互评老师评价 1.能制作出观察效果良好的临时装片2.能熟练正确操作显微镜3.能适当处理问题和改善操作方法4.及时记录观察结果说明：评价采用“A、B、C、D”四个等级2精选练习，随堂测试（1）将红细胞放在质量分数为9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现红细胞的状态变化是A.不能判定 B.正常状态C.细胞膜破裂D.细胞皱缩（2）实验中先用显微镜的10倍物镜观察细胞，然后转换40倍的物镜继续观察，其结果是A.视野变亮，看到的细胞数目变多B.视野变亮，看到的细胞数目变少C.视野变暗，看到的细胞数目变多D.视野变暗，看到的细胞数目变少（3）在视野右上方发现一细胞，要将其移至视野正中，应将装片向什么方向移动A.左上方B.左下方C.右上方D.右下方（4）1985年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_。后来，科学家还发现细胞膜除了会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这说明组成细胞膜的物质中还有_。 课堂小结无论植物细胞还是动物细胞，作为最基本的生命系统其