高中生物必修一(人教版)第二章第四节 糖类和脂质.doc

高中生物必修一（人教版）第三章第一节 系统的边界-细胞膜板书设计第三章 细胞的基本结构第一节 细胞膜系统的边界一、体验制备细胞膜二、细胞膜的成分 1.脂质50% 磷脂最丰富 2.蛋白质40% 与细胞膜动能的复杂程度有关 3.糖类 2%10% 以糖蛋白的形式存在3、 细胞膜的功能 1.分隔 2.控制 3.交流教学过程及内容章节导入： 通过前面几节课的学习，我们对细胞都有了一定的认识了。首先，我们在第一章的时候，学习了生命系统的层次，其中，细胞就是最基本的生命系统，之后，我们也学习了组成细胞的六种化合物。那细胞是不是就是由这些化合物机械的组装在一起的呢？学：不是没错，细胞作为一个系统，他的结构与功能是极为复杂而精致的，哪怕是最简单的细胞，也比任何职能电脑更精巧。所以第三章，我们就来学习细胞的基本结构，细胞膜、细胞器和细胞核。今天我们先来学习第一节，细胞膜新课导入：任何一个系统都有他的边界，像国与国之间就有陆地、海域和领空的边界，那人和外界之间的边界是什么呢？学：皮肤对了，我们人体的边界就是皮肤还有粘膜，比如鼻腔的表面就是粘膜了。那细胞作为一个系统，他也有边界。那它的边界是什么呢？学：细胞膜那大家用光学显微镜观察细胞的时候，你们有看到细胞膜吗？学：1.有 真的有吗？. 实际上，. 2.没有 对了.在光学显微镜下是不能观察到细胞膜的，因为细胞膜很薄啊，小于2um，用光学显微镜是观察不到的。要想真正的观察到细胞膜，必须使用放大倍数更高的电子显微镜。但是，在电子显微镜诞生之前，科学家们就已经确定了细胞膜的存在了。那他们是怎么做到的呢？下面我们就来观摩下他们所做的实验。科学家用显微注射器，将一种叫做伊红的物质注射到变形虫中，大家都知道变形虫吧，他是一种单细胞生物，发现伊红很快就扩散到整个细胞了，却没有逸出细胞，这说明了什么呢？ 学：变形虫存在着细胞膜对了，正是细胞膜的存在，伊红才被阻挡在细胞内，所以不能逸出到外面来。实际上，科学家确定细胞膜的存在，不是只通过这个实验结果，还根据很多的实验现象，比如说，自爱显微镜下可以看到，用微型针触及细胞表面的时候，细胞表面有弹性，可以伸展，看到了吗？他会向内凹进去，就好像我们用笔去撮气球的时候，也会有这样的现象，还有啊，如果微型针插入细胞内，可以看到细胞表面有一层结构被刺破了。这些都间接地证实了细胞膜的存在。那在我们平时的生活中，不用显微镜，大家有没有见过细胞膜呢？学：没有啊，你们又被骗了，大家看，这是什么？学：鸡蛋那鸡蛋中间黄黄的那团是什么呢？学：蛋黄其实，未受精的鸡蛋啊，别看蛋黄那个大个，实际上也只是一个细胞，卵细胞。如果用筷子或者牙签去戳他，会发现，好像有个什么东西破了一样，里面的蛋黄一下子就流了出来对不对？实际上，破了的那个就是卵细胞的细胞膜。这下知道了吧。嗯，那细胞膜作为细胞的边界，它的化学成分是什么呢？又具有哪些动能呢？要想解决这些问题，我们就要想办法把细胞膜与细胞的中其他的组成分离开，获取细胞膜。那怎么做呢，下面我们就来体验下，细胞膜的制备。板书：一、体验制备细胞膜好，首先是选材。对于一个实验来说，合适的实验材料是实验成功的关键。那这么多种细胞，选哪种合适呢？植物细胞行不行啊？学：不行为什么不行？ 学：具有细胞壁对了，植物细胞有细胞壁，制备细胞膜的时候需要去除细胞壁，很是麻烦，而且，植物细胞的细胞膜和细胞壁是紧密相连的，很难分开，所以，植物细胞，淘汰。那动物细胞总可以了吧，没有细胞壁啊。那这种动物细胞可以吗？学：不可以 为什么不可以 学：细胞里面含有许多成分对了，一般的细胞其细胞质中，含有细胞核和众多的细胞器，而且细胞核和大多数的细胞器也有膜，这些膜会与细胞膜混在一起，那得不到纯的细胞膜了，所以，这样的动物细胞，也是淘汰。那选哪种动物细胞才合适呢？ 学：血细胞有预习的同学都知道了，选择血细胞，那是随便哪种血细胞都可以吗？那用鸡血行不行啊？学：不行为什么不行？ 学：因为鸡血不是哺乳动物的血。对了，我们选择的血细胞，必须是哺乳动物成熟的红细胞，大家看课本P41的相关信息，哺乳动物的红细胞很奇特，它会在成熟的过程中，细胞核和一些细胞器会逐渐退化，并从细胞中配出，所以，哺乳动物成熟的红细胞，细胞内是没有细胞核和一些细胞器的。因此，是最合适的选材了。好，既然有了材料，现在就来制备细胞膜了。那怎么从这些红细胞中获取细胞膜呢？有些人很天真，他想，既然细胞长得更气球很像，那我就用针去撮他，让他爆破了，或者用镊子去撕，不就得了吗?行不行啊？学：不行 为什么不行呀？ 学：细胞太小了对了，细胞是很小的，这种做法是不行的。那怎么办的？我们要做的就是要让它破了，细胞里面的内容物流出了，然后剩下的就是我们要的细胞膜了。怎么做才能让细胞破掉呢？实际上，因为细胞内的物质是有一定浓度的，所以，正常的细胞都要生活在一定浓度的液体环境中，如果，这个液体环境的浓度降低了，变稀了，那水就会流进细胞内，细胞会不断的吸水，越吸细胞越大，到达一定程度的时候，细胞就会涨破了，那细胞中的内容物就会流出来了，最后呢就只剩下的一个空壳，也就是我们要的细胞膜了。好，现在我们就来观看这个实验的视频。视频过程：1. 为什么要在烧杯中加生理盐水呢？ 这是因为新鲜的血液呀，他很粘稠，而且里面血细胞的量很大，密密麻麻的，不便观察，所以要进行稀释一下，是的血细胞的浓度适中，便于实验的观察2. 那把生理盐水改成蒸馏水行吗？ 很显然是不可以的，红细胞在生理盐水的环境中，才能保持原有的状态，如果是蒸馏水，他很快就会吸水涨破了，那就观察不到正常红细胞了。3. 实验用的血液，不是直接从生物体内取出来的血液，而是已经添加了抗凝剂的，抗凝剂就是防止血液凝固的试剂，实验常用的抗凝剂是柠檬酸钠。4. 注意，盖玻片是要用镊子夹取的，很多人会用手直接去拿，这是不规范的。5. 要先在低倍镜下观察到后，再转到高倍镜下观察。6. 这种方法也被称之为引流法，注意了，这些步骤都是在载物台上进行的。好，这就是我们实验后，可以观察到的两个现象，其中，我们可以观察到，正常红细胞，他的边缘是清晰的而且是完整的，而这些已经涨破了的细胞，他的边界就变得模糊了，也不完整了。这就是因为细胞已经涨破了，细胞膜破裂了。现在有个问题，如果我们这个实验是在试管中进行的，那么细胞破裂后，需要用什么方法才能获得较纯的细胞膜呢？可以怎么做呢？学：静置对了，静置一段时间后，细胞膜就会沉到试管底了。实际上，拿去离心一下，效果会更好。离心就是用离心机，利用离心力，将混合液中的不用成分进行分离和沉淀。这是实验室常用的小型离心机，这是配套实验的试管，叫做离心管，也称之为EP管。所以，可以把涨破后的血溶液倒到离心管中，然后拿去离心，细胞膜就会比较完全的沉淀在试管的底部了。好，那有了细胞膜后，现在我们就来研究下，细胞膜的成分有哪些呢？板书：有些科学家在实验的过程中发现，有些脂溶性的物质，能够通过细胞膜，而那些不溶于脂质的物质却很难通过细胞膜。图中蓝色的小球代表的是不溶于脂质的物质，而红色的代表的是溶于脂质的物质。根据相似相容原理，从这个实验结果，我们能够得到什么结论呢？学生：细胞膜中含有脂质。嗯，从这个材料，我们得到的结论是：细胞膜中含有脂质。现在继续看材料二，有些科学家对细胞膜的化学成分进行更深层的分析，发现，细胞膜会被蛋白质酶分解。大家注意了，蛋白质酶是一种，只对蛋白质起催化作用的酶，实际上很多酶的命名，都是以他的底物为命名的，像我们熟悉的淀粉酶呀，就是对淀粉起催化作用的酶。那从这个材料，我们又能得到什么结论呢？很明显的，结论是，细胞膜中含有蛋白质。对了，实际上呢，细胞膜就是有蛋白质和脂质组成的，其中，脂质约占50%，蛋白质约占40%此外还有没被大家猜中的，成分比较少的糖类，约占2%10%，这些糖类主要是以糖蛋白的形式存在的。那什么是糖蛋白呢？糖蛋白就是糖类与蛋白质相结合的化合物。其中脂质主要由两种物质组成，我们在糖类和脂质那章节学到的，是什么呢?磷脂和胆固醇。其中，磷脂是最丰富的，而胆固醇只有动物细胞的细胞膜才含有。那细胞膜这些成分的比例是一成不变的吗？学：不是。对了，书本上有这么一句话，同学们要划起来一下，就是，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。这是为什么呀？学：蛋白质是生命活动的主要承担者。这是因为，蛋白质在细胞膜行使功能时起着重要作用，因为蛋白质是生命活动的主要承担者，所以功能比较复杂的细胞，它膜上蛋白质的含量就比较高了细胞发生癌变的过程中，细胞膜成分也会发生改变。大家看课本P41的与生活联系。癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞的膜成分的改变有关，有的会产生AFP，有的会产生CEA。那什么是AFP,什么是CEA呢？现在老师来做个简要的介绍。AFP中文全称是甲种胎儿球蛋白，也就是书上写的甲胎蛋白，他是人体在胚胎时期血液中含有的一种特殊的蛋白，而且在胎儿出生后，AFP的浓度就会下降，因为正常成人体内的肝细胞是不能合成AFP的，所以，正常人体内AFP的含量是极微的，一般是20ug/L，但是如果是肝细胞发生了癌变，AFP的浓度就会大大的提高，所以在临床上，一般认为AFP400ug/L时，就可以对肝癌确定诊断，但是，AFP只是个参考指标，这个指标超过正常值时，是要做进一步的检查，才能确定体内是否出现了癌细胞，AFP值升高了，不一定就是患有癌症，比如怀孕的人，她体内AFP的值也会上升的。CEA跟AFP一样，也是一直参考指标。CEA叫做癌胚抗原，是一种糖蛋白，是由胎儿胃肠道上皮组织。胰，肝细胞所合成，但是，在出生之后，CEA的含量也会降低，并保持在一个很低的水平，所以当身体有出现癌变的时候，CEA的值也会升高。不同于AFP，CEA在临床上，更多的是用于观察肿瘤患者手术后是否有出现复发，如果患者手术后CEA的值没有减低，或者先减低又升高了，说明很有可能手术是失败了，患者要再进行全身的检查。所以，在平时的生活中，像这些致癌的食品，同学们，一定要少吃。宁愿口味差一些，也要多吃些健康的食品。好，学习了细胞膜的成分，现在来看，细胞膜具有哪些功能？大家把书翻到P42.板书：三、细胞膜的动能很多人都认为，生命是起源于原始的海洋的，先是海洋中一些无机物在电闪雷鸣等一系列极端的条件下，转化为有机物，这些有机物会逐渐的聚集并且相互作用，慢慢的慢慢的就演化出原始的生命。好，那我们说，细胞作为一个生命系统，应该具有哪些条件呢？首先，内部要稳定，还有要，相对独立对不对。那是什么的出现，才使得生命具有这样的性质呢？学：细胞膜对了，膜将这些生命物质包裹起来，使得生命物质与外界环境分隔开，进而产生了原始的细胞，并使细胞成为一个相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。所以说，膜的出现是生命起源过程中一个至关重要的阶段。所以膜的第一个功能就是把细胞与外界环境分隔开。细胞是一个独立的系统，那要不要跟外界有联系呢？学：要对了。大家来看，我们说，一个活的细胞，他需不需要营养物质要维持生命呀，对了，像我们前面学习了，一些细胞需要的物质，像葡萄糖，氨基酸还有氧气，就会进入细胞，然后细胞产生的渣渣怎么办呢？要排出体外对不对?对了，细胞产生的代谢废物，像CO2啊，还有尿素啊，就要排出体外。细胞排出体外的不仅仅是一些代谢废物，细胞合成的一些产物，像抗体，激素，也会分泌到细胞外。那那些七七八八的细胞不需要得物质，还有对细胞有害的物质，就会被细胞拒绝在门外了，基本上是不能进入细胞的。有些人就好奇怪，既然细胞膜这么厉害，为什么人还会生病呀？实际上啊，细胞膜这种控制作用是相对的，也就是不能抵挡住所有有害物质，像环境中一些对细胞有害的物质，还有一些病毒、病菌也能侵入到细胞，是生物体患病，所以人是会生病的。这就是细胞膜的第二个功能，控制物质进出细胞。细胞是独立的，但是，是孤立的吗？不是的哈，细胞与细胞之间是需要进行信息的交流的，就好比我们人与人之间，也是需要交流。我们是通过哪些方式交流的呢？学：眼神、握手、说话、文字对不对。那如果我们相隔千里，我们怎么交流呀？学：E-mail 电话 等等。细胞与细胞之间也需要交流。大家看这张图：这是不在同一个地方的两个细胞的交流方式。首先是细胞会分泌化学物质，比如我们图中举的是内分泌细胞，他就会分泌激素，然后激素就会进入到血液中，随着血液的流动，流遍全身，然后到达目的地，找到这个细胞，这叫什么细胞？学：靶细胞叫做靶细胞，靶就是射箭的那个靶，注意书写，别写成成猪八戒那个杷了，那就闹笑话了。细心的同学会观察到，靶细胞上是不是有个Y字形的蓝色的东西呀，这个就是接受信号的天线啦，叫做“受体”，受体大多数都是糖蛋白。激素会与受体结合，然后就开始解读密码，把信息传递给靶细胞。这种交流方式，细胞与细胞又没有接触啊？学：没有所以，这种交流是间接的，需要通过一些化合物，像激素之类的。有的细胞他们是相邻的，？那植物细胞怎么交流呢？我们知道植物细胞的细胞膜外有一层厚厚的细胞壁，就想我们教室与教室之间的那堵墙哈，那两个教室里的人怎么交流？学：把墙打掉，打个洞对了，有人说打个洞，是个好注意啊，我们在小学的时候，经常会用一条线，两端是连着纸杯，做成传音筒。植物细胞之间，就存在着通道，叫做胞间连丝。它是植物细胞壁