《细胞膜──系统的边界》公开课教案

PAGE23细胞膜──系统的边界一、教材分析本节教材有两部分内容：第一部分掌握制备细胞膜的方法；第二部分细胞膜的成分和功能。本节重点学习的是细胞膜的成分和功能。本节是学习细胞结构和功能的开端，又为后续章节的学习打下了基础。并且对第2章《组成细胞的分子》等知识起着深化、拓展和巩固的重要作用；对第4章《细胞的物质输入和输出》具有重要的引领和铺垫作用。本节主要的知识点及突破方法（1）体验制备细胞膜的方法，可通过演示实验法进行。（2）细胞膜——系统的边界，可通过蛋黄实验模拟。（3）细胞膜的成分可以通过资料分析进行探究学习。（4）细胞膜的功能可借助教材，让学生通过阅读理解、小组探究等方式学习。（5）植物细胞壁的有关知识可借助教材，让学生自主学习。（6）通过与生产、生活实际的联系，拓展学生的视野，加深对本节知识的理解和掌握。二、学情分析本节教学面向的是高一年级的新生，年龄一般为16岁左右，具有较强的好奇心和探索精神，但是细胞膜离学生的生活经验较远，学起来有一定的难度，因此在教学过程中设计了安排学生观察图片和亲自做实验来体验膜的存在。在学习本节课的内容时，要联系学生熟悉的日常生活现象，增强学生学习的兴趣。三、教学目标知识与能力目标（1）通过简述细胞膜的成分和功能。（2）解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。（3）选取哺乳动物成熟红细胞做制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。学科素养（1）基本思想（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。培养学生形成生物结构与功能相适应的观点）（2）基本活动经验（培养实验与探究能力，通过小组合作，培养相互协作精神与合作的品质）。四、教学重难点重点：（1）细胞膜的成分和功能（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。难点：选取哺乳动物成熟红细胞做制备细胞膜的实验方法。（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。五、教学方法直观教学法、讲述法、启示法、演示法、自学讨论法等教学方法。六、课前准备（1）多媒体课件和学案（2）实验材料和用具：鸡蛋、培养皿、牙签、苋菜、烧杯、冷水、开水、玻璃棒等七、课时安排1课时八、教学过程教学内容教师的组织和引导学生活动教学设计意图导入通过前面的学习，我们已经了解了组成细胞的分子，蛋白质、糖类、脂质、核酸等。细胞并不是这些分子的简单堆砌，而是通过构成一定的结构，进而形成统一的整体。引导：每一个系统都有一定的边界，细胞作为最基本的生命系统，它与外界的边界是什么呢初中我们学过未受精的鸡蛋中的卵黄（即蛋黄）可以看作是一个卵细胞，卵黄比较大，适合做实验，现在就用卵黄膜来模拟细胞膜体验膜的存在。两人为一组将鸡蛋磕破，将卵黄放到培养皿中，用手轻轻触摸卵黄，发现卵黄膜表面有弹性，可以伸展。再用牙签将蛋黄戳破，看到卵黄内的内容物缓缓流出。我们体验到了膜的存在和膜对细胞的重要性。【屏幕显示】蛋黄的图片

学生通过预习能准确答出：细胞膜。完成以卵黄为材料的小实验。复习第二章，温故知新，引入本章

图片吸引学生的注意力，通过模拟实验，让学生认同细胞膜是系统的边界，引出课题一、实验：体验制备细胞膜的方法

1、实验选材

2、实验原理

3、实验步骤

4、实验结果及注意事项今天我们就一起来了解细胞的边界—细胞膜。要了解细胞膜，必须先获得细胞膜。怎样获取比较纯净的细胞膜呢请大家阅读课本40页-41页的实验，体验制备细胞膜的方法，并完成学案中自主学习1的四个几问题。【屏幕显示】1、哪种细胞更适合提取细胞膜2、使细胞破裂，获取细胞膜的方法是什么3、实验的操作步骤①怎样将盖玻片下的生理盐水换成蒸馏水②实验前后观察到了什么实验现象4、细胞破裂后，用什么方法才能获得较纯的细胞膜【屏幕显示】哪种细胞更适合提取细胞膜请学生回答哪种细胞更适合提取细胞膜师（引导分析）“三无产品”①无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜；②无细胞壁，细胞容易吸水涨破。【屏幕显示】选用哺乳动物成熟红细胞的原因。有了实验材料后，我们采用什么样的方法破坏细胞获得细胞膜呢我们选用的红细胞要用生理盐水进行稀释，生理盐水即%的氯化钠，这时红细胞能维持正常形态。如果把细胞放到高于%的氯化钠的溶液中，细胞失水皱缩。而如果把细胞放到低于%的氯化钠的溶液中，细胞吸水膨胀。师生共同总结概括出吸水胀破的方法原理：细胞内的物质是有一定浓度的，如果把细胞放在清水里，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到细胞膜了。【屏幕显示】红细胞吸水涨破图正确选择了实验材料并理解了实验原理后，让我们一起来观看一段该实验的视频，请同学们在观看的过程中，注意实验的步骤和现象。【屏幕显示】视频：体验制备细胞膜的方法师：总结实验过程中操作注意事项。1、红细胞要用生理盐水稀释；2、注意盖盖玻片的方法，防止出现气泡；3、用吸水纸吸引时，注意不要把细胞吸跑；4、上述操作均在载物台上进行；实验中持续观察细胞的变化。思考：如果上述实验在试管中进行，细胞破裂后，还需用什么方法才能获得较纯的细胞膜【屏幕显示】细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。

学生阅读课本，并完成自主学习积极思考，回答问题

学生在老师引导下进行讨论得出红细胞吸水涨破

学生积极思考讨论回答问题

设问引导学生思考如何选材和分离材料的方法，锻炼学生思维，让学生体验正确选材对科学研究的重要性，以及制备细胞膜的方法中蕴含的科学道理。

引导学生归纳出实验原理

通过观看视频，明确了实验操作步骤、实验现象和操作注意事项二、细胞膜的成分师（过渡）科学家将这样提纯获得的细胞膜进行进一步的研究分析，探究细胞的成分和功能。我们一同重温科学家对细胞膜成分的探索历程。同学们四人为一个小组对学案合作探究1的四个材料进行分析。【屏幕显示】资料1、欧文顿发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。资料2、科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的，只对蛋白质分解起催化作用的物质）。学生总结出细胞膜的组成成分中有脂质和蛋白质。资料3、小丁从细胞膜上提取了某种成分，用水解多糖的酶处理后，再加入用斐林试剂检测后观察到了砖红色沉淀。学生总结出细胞膜的组成成分中还有少量糖类。师生共同总结：细胞膜中主要含有脂质和蛋白质，此外还含有少量的糖类。他们的含量分别是脂质（约50%）蛋白质（约40%）糖类（约2%-10%）。在组成细胞膜的脂质中，磷脂含量最多，动物细胞膜还含有胆固醇。【屏幕显示】细胞膜的成分科学家在对各种膜的研究中发现，蛋白质的在细胞膜行使功能时起重要作用，如糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，与细胞识别密切相关；再者细胞膜外的物质通过蛋白质被转运到细胞内，蛋白质起到了运输作用。因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，这和我们前面了解的蛋白质是生命活动的主要承担着这一功能也是相一致的。蛋白质在细胞膜行使功能时起了重要作用，如何与生活实际相联系呢比如癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。细胞在癌变过程中，细胞膜的成分发生改变，产生甲胎蛋白、癌胚抗原等。生：在我们的生活中通过医学的检测我们就可以确定体内是否出现了癌细胞。检查甲胎蛋白和癌胚抗原的含量，如果这些指标超过正常值，应做进一步的检查。【屏幕显示】与生活的联系展示一张肿瘤的血液检验报告单，并请学生对这张报告进行分析。

学生小组为单位进行讨论

学生阅读课本，自主学习积极回答问题重视生物学知识的学习，重视学习生物科学研究的过程，引导学生从中领会生物科学的方法。利用已有知识和经验，训练比较、分析得出细胞膜的成分。从而培养学生分析能力、概括能力、解决实际问题能力。

知识落到实处，理论联系生活实际，学有所得，学有所用（三）细胞膜的功能

1将细胞与外界环境分隔开

2控制物质进出

3信息交流师（过渡）作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中又起着什么作用呢师：在卵黄实验中，用牙签将卵黄膜戳破，卵黄内容物就缓缓流出来了，可以得出卵黄膜将卵黄内的物质与外界环境分隔开。由此类比推理细胞膜将细胞与外界环境分隔开。人们普遍认为生命起源于原始的海洋，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定，减小了各种外部的干扰，细胞才能正常的进行各种代谢活动。这就好比我们的学校的围墙，如果没有这些围墙，喧嚣的街道会直接影响到我们班级同学的学习，我们的学习就不能正常进行。【屏幕显示】将细胞与外界环境分隔开。师：细胞膜还具有什么功能呢我们通过一个演示实验来探究。【屏幕显示】材料用具：苋菜、冷水、开水、烧杯、玻璃棒实验步骤：1、取2只烧杯，编号A、B，各加入300mL的冷水和开水。2、向两只烧杯中各加入两株的红色苋菜。3、用玻璃棒搅拌，观察现象请两个同学做演示实验，其他同学分组讨论，预测实验现象。生：冷水浸泡苋菜，溶液颜色不变，而开水浸泡苋菜，溶液颜色变红引导学生思考1、为什么冷水浸泡苋菜，溶液颜色不变，而开水浸泡苋菜，溶液颜色变红2、科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗师生共同总结出：活细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。举例死细胞的细胞膜就像为围墙被凿出了许多洞，失去了控制物质进出细胞的功能。师：那么细胞膜是怎样控制物质进出细胞的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，不需要的或者对细胞有害的物质“不容易”进入细胞，抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外（强调从细胞内出细胞外的物质除了代谢废物，还有抗体、激素等分泌物；但是细胞内的核酸等重要成分却不会流失到细胞外。师：但是细胞膜的控制作用也是有限的，是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。师（过渡讲述）生物体作为一个繁忙有序的细胞社会，每个细胞都不是孤立存在的，与周围的环境关系密切，不断地与外界环境发生着物质和信息的交流。只有这样，细胞才能联合起来完成生命活动。而细胞之间的信息交流方式多种多样。阅读课本P42的内容，判断以下三个资料分别属于哪种细胞间信息交流的方式。【屏幕显示】资料分析：①胰岛B细胞可参与促进肝脏合成肝糖原，降低血糖。②向高等植物的一个细胞中注入荧光染料能发出荧光的染料，染料迅速扩散到相邻的细胞内。③海洋或河流中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，这些精子与卵细胞并没有发生结合。（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。请学生来描述动画演示的内容。生：内分泌细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与把细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。师讲述第1个例子，通过我们前面对蛋白质功能的学习，我们知道胰岛素起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，分泌后通过血液循环作用于靶细胞，如作用于肝细胞的受体，可以促进葡萄糖进入肝细胞并加速葡萄糖合成肝糖原，从而降低血糖。【屏幕显示】（1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。师（过渡）以上是相聚较远的细胞之间进行信息交流，相邻细胞间怎样传递信息呢通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。发出信号的细胞上的信号分子与靶细胞上的特异性受体结合。例如，精子和卵细胞的结合。精子表面的信号分子只能与同种生物卵细胞的细胞膜表面的受体特异性结合。所以在海洋或河流湖泊中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，这些精子和卵细胞并没有相互结合。【屏幕显示】通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。师（过渡）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息。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。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。第2个例子中，向高等植物的一个细胞中注入荧光染料能发出荧光的染料，染料迅速扩散到相邻的细胞内，这个荧光就从胞间连丝传递过去的。【屏幕显示】（3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息师（总结陈述）不相邻的细胞间通过细胞分泌化学物质间接传递信息，相邻细胞间可通过细胞膜直接接触和形成通道传递信息。师为了表彰细胞膜的突出贡献，细胞王国专门为细胞膜写了一首赞美诗，我们一起来朗诵，献给伟大的细胞膜。【屏幕显示】是谁，隔开了原始海洋的动荡是谁，奏鸣了生命的交响是谁，为我日夜守边防是谁，为我传信报安康。啊，伟大的细胞膜呀！没有你，我会是何等模样！引导学生从诗中去总结细胞膜的三个功能。除了以上提到的几种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。师（过渡）我们知道植物细胞膜的外面还有一层细胞壁，它的主要成分是什么呢生：纤维素、果胶师：细胞壁的主要功能是什么呢生：支持和保护师：细胞壁还具有全透性，即所有物质都可以通过。细菌和真菌也有细胞壁，其成分与植物细胞壁相同吗生：不同，是肽聚糖。【屏幕显示】细胞壁图片思考：细胞壁位于植物细胞的最外层，为什么细胞壁不是植物细胞的边界师（评价总结）很好，因为细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定，所以说细胞壁不能称之为植物细胞的边界。而细胞膜将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，细胞膜才是边界。【屏幕显示】为什么细胞壁不是植物细胞的边界

学生阅读资料，思考、分析，讨论回答得出：细胞膜将细胞与外界环境分隔开。

学生积极观察实验，分析实验现象，回答问题，总结出细胞膜控制物质进出细胞

观察P42图3-2并阅读文字抓关键词比较、分析、概括

学生对应打油诗，积极回答细胞膜的功能

学生积极回答细胞壁的成分和功能，并在课本上勾画

学生总结出细胞膜才是细胞的边界引导学生展开想象，理解细胞膜功能，认同细胞膜对细胞这个生命系统的重要意义。树立功能与结构相适应的生物学观点。

将细胞膜的成分和功能与生活实际联系，让学生注意理解生物科学与技术和社会之间的相互作用，重视理论联系实际。

这部分知识抽象难懂，又是难点，引导学生识图，培养学生灵活运用图得出所需新知识的能力。

引导学生总结细胞膜的功能

引导学生知道细胞壁的成分和功能，进一步体会细胞膜的重要意义

总结提升，让学生明白细胞膜才是细胞的边界课堂小结师（总结）今天我们体验了制备细胞膜的方法，了解了细胞的成分和功能。我们一起来通过概念图的形式建构这一节的知识网络。【屏幕显示】概念图选取一位同学的概念图进行展示，和同学们一起对概念图进行完善。师从概念图中我们可以看到细胞膜的成分组成结构，结构决定细胞膜的功能。这堂课我们了解了细胞膜的成分和功能，细胞膜的结构是怎样的呢请同