2014屆高一生物 細胞膜 系統(tǒng)的邊界示范教案 新人教版

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1、 第1節(jié) 細胞膜——系統(tǒng)的邊界 ●從容說課 本節(jié)通過前言部分的教學(xué),把組成細胞的分子與細胞結(jié)構(gòu)建立起聯(lián)系。組成細胞的分子不能單獨發(fā)揮生命功能,只有在細胞中以一定的方式有機地構(gòu)建起來,才能表現(xiàn)生命。然后由外而內(nèi)分析細胞各部分結(jié)構(gòu)特點與其功能的適應(yīng)性。本節(jié)中細胞膜的教學(xué),通過制備細胞膜的實驗和一些資料,介紹了兩方面的內(nèi)容:(1)細胞膜的主要成分。(2)細胞膜的功能。通過本節(jié)的教學(xué),使學(xué)生對第1章中有關(guān)組成細胞的元素和化合物的功能的認識具體化、結(jié)構(gòu)化,使學(xué)生對細胞的結(jié)構(gòu)和功能的認識物質(zhì)化(達到分子水平)。 本節(jié)實驗是一個體驗性的“制備實驗”,要讓學(xué)生從實驗中體會科學(xué)研究的思路和方法,培

2、養(yǎng)基本的生物學(xué)研究能力,提高科學(xué)素質(zhì)。例如根據(jù)實驗?zāi)康?,如何選擇合適的實驗材料,用什么方法可以得到實驗材料,以及如何純化等等??紤]實驗操作的具體細節(jié),在操作過程中,細觀察,勤思考??紤]如何克服實驗中遇到的困難,改善實驗,以達到最佳效果。 ●三維目標(biāo) 1.知識與技能 (1)簡述細胞膜的成分和功能。 (2)臨時裝片的制作和顯微鏡的熟練操作。 2.過程與方法 (1)體驗制備細胞膜的方法,學(xué)會調(diào)整視野與選擇觀察范圍。 (2)通過設(shè)計和分析實驗,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。 3.情感態(tài)度與價值觀 (1)參與問題探討與實驗結(jié)果分析。 (2)通過對細胞結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)讓學(xué)生體會生命的精致完美

3、,教育學(xué)生崇尚生命、熱愛科學(xué)。 ●教學(xué)重點 1.細胞膜的成分和功能。 2.實驗技能的鞏固提高。 ●教學(xué)難點 1.制備細胞膜時,觀察到紅細胞的變化。 2.形象地理解細胞膜的功能,體會細胞膜作為細胞這個生命系統(tǒng)的邊界的重要意義。 ●教具準(zhǔn)備 2 / 14 1.紅細胞稀釋液與相關(guān)實驗用具。 2.顯微投影。 3.演示文稿與圖片。 ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 [課前準(zhǔn)備] 課前老師準(zhǔn)備好人或哺乳動物(豬、兔等)的新鮮的紅細胞稀釋液(血液加適量的生理鹽水),以及相關(guān)的實驗用具。 [情境創(chuàng)設(shè)] 翟中和院士說:“我確信哪怕一個最簡單的細胞,也比迄今為止設(shè)計出的任何智

4、能電腦更精巧!”,你們認為他這話說得對嗎?(學(xué)生思考,有的認為有道理,有的覺得很難判斷)現(xiàn)代電腦的精密已經(jīng)令人不可思議了,小小的一個細胞,怎么可能比電腦還精巧呢?大家別忘了,電腦再精密,也是人造出來的,而人類盡管已經(jīng)分析出細胞的成分以及結(jié)構(gòu),卻至今造不出細胞。為什么呢?別小看了小小的細胞,因為細胞不是簡單的物質(zhì)的堆砌,組成細胞的分子只有在細胞中以一定的方式有機地構(gòu)建起來,才能表現(xiàn)生命。這就是細胞的精巧所在。下面,就讓我們來看看細胞的基本結(jié)構(gòu)吧。 出示幾張光學(xué)顯微鏡下的細胞圖片(圖3-1-1),包括植物細胞和動物細胞、染色的和未染色的細胞。 植物細胞

5、經(jīng)過染色的動物細胞 未經(jīng)染色的動物細胞 圖3-1-1 [師生互動] 1.問題探討 從學(xué)生使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞的經(jīng)驗引入問題探討。 教師:懂得區(qū)分顯微鏡視野中的水泡、氣泡和細胞嗎?(學(xué)生思考討論回答) 參考答案:水泡有一圈很粗的黑邊,氣泡是光亮的,水泡和氣泡里面只有空氣,而細胞可以觀察到有具體的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容物,如植物細胞的細胞壁,動植物細胞的細胞質(zhì)、細胞核等。細胞是立體的,在顯微鏡下,通過調(diào)節(jié)焦距可以看到它的不同層面。 教師:光學(xué)顯微鏡下能不能看見細胞膜?(學(xué)生思考討論回答) 參考答案:正常的植物細胞細胞膜緊貼著細胞壁,完全觀察不到;動物細胞染色后很容易看出細胞

6、與細胞之間,細胞與外界環(huán)境之間有明顯的界限,未染色的動物細胞觀察效果不明顯,但仍然可以分辨它們的界限,這個界限我們判斷就是細胞膜。 教師:如何確定細胞膜的存在?(學(xué)生思考討論回答) 參考答案:雞蛋的卵黃部分就是一個細胞,輕輕碰觸完整的卵黃表面,可以感受到它有彈性,用尖銳的物體挑破它,黃色的漿液就流散出來。也就是說,那層包裹著黃色漿液的透明薄膜就是細胞膜了。 活細胞是具有生命活動的,每個活細胞都可以看作是一個獨立的生命王國。在我們深入探尋這個生命王國的運行秘密之前,首先要跨越它的邊界——細胞膜。 教師:這層神秘的屏障是由什么物質(zhì)組成的? 要分析細胞膜的化學(xué)成分,首先要把這層屏障從細胞上

7、剝落下來單獨地進行研究。 教師:絕大多數(shù)的細胞個體都非常的小,如何才能使細胞膜和細胞的其他部分分離呢? 2.學(xué)生實驗 下面我們通過一個實驗來體驗制備細胞膜的方法。 實驗選材 教師:動植物細胞都有細胞膜,細胞內(nèi)的細胞核以及葉綠體、線粒體等等這些細胞器也有膜結(jié)構(gòu),我們選擇什么樣的材料進行實驗才會使細胞膜制備起來更容易,而又不會跟其他的膜混在一起呢? 哺乳動物成熟的紅細胞是一種很好的材料,因為它沒有細胞核和葉綠體等眾多的細胞器,也沒有細胞壁。因此我們可以選擇人血、兔血或者豬血等容易取得的材料來進行實驗。如果能夠使紅細胞的細胞膜破裂,里面的物質(zhì)都流出來,剩下的空殼不就是細胞膜了嗎? 教師

8、:那么,用什么方法可以使紅細胞的細胞膜破裂呢? 實驗原理: 細胞吸水和失水的原理(圖3-1-2)。 形態(tài)正常的人的紅細胞 紅細胞吸水膨脹 漲破的紅細胞 圖3-1-2 把紅細胞放在蒸餾水當(dāng)中,由于細胞內(nèi)外濃度差的關(guān)系,水分就會不斷進入細胞,細胞吸水開始膨脹,如同給氣球吹氣一樣慢慢地鼓起來,太多的水分進入細胞,最后會將細胞膜撐破,使里面的物質(zhì)流出來。 材料用具 兔(或人、豬)的新鮮的紅細胞稀釋液(血液加適量的生理鹽水)、蒸餾水、滴管、吸水紙、載玻片、蓋玻片、鑷子、顯微鏡。 方法步驟 1.制作臨時裝片。 2.顯微鏡下觀察。 3.滴加蒸餾水

9、并吸引。 4.觀察細胞變化。 操作要求 1.裝片制作較好。 2.顯微鏡操作熟練。 3.蒸餾水的滴加不弄污鏡頭,吸引不吸走細胞。 4.尋找最先進水部分的細胞觀察。 小結(jié):教師選取學(xué)生實驗效果明顯的裝片,通過顯微投影投示出來,大家觀看,交流成功制備的經(jīng)驗,尋找實驗失敗的原因。 討論:如果不是在裝片而是在試管進行實驗,細胞破裂后,流出的內(nèi)容物和細胞膜都混雜在蒸餾水中,還要用什么方法才能獲得比較純的細胞膜? [教師精講] 1.細胞膜的成分 科學(xué)家們通過電子顯微鏡觀察細胞膜,并對細胞膜和細胞中其他各種膜進行微量化學(xué)成分分析,發(fā)現(xiàn)膜主要含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩大類物質(zhì)。蛋白質(zhì)約占膜干重的4

10、0%,脂質(zhì)約占50%(圖3-1-3),其中脂質(zhì)以磷脂為主。此外,細胞膜還含有約10%的碳水化合物,但是碳水化合物都是和膜蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂,分布在細胞膜的外表面(圖3-1-4)。 圖3-1-3 圖3-1-4 各種膜所含的蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例同膜的功能有關(guān),機能活動較旺盛的膜,其蛋白質(zhì)含量較高,因為膜的功能活動主要由蛋白質(zhì)來承擔(dān)。下面我們來看看細胞膜有什么功能。 2.細胞膜的功能 細胞膜與細胞的物質(zhì)交換、細胞識別、分泌、排泄、免疫等功能密切相關(guān)。細胞膜的主要功能包括以下三個方面: (1)將細胞與外界環(huán)境分隔開。細胞膜的存在使細胞

11、成為一個相對獨立的系統(tǒng),為細胞的生命活動提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。 (2)控制物質(zhì)進出細胞(圖3-1-5)。細胞膜最重要的特性之一是半透性或選擇透過性,即有選擇地允許物質(zhì)通過擴散、滲透和主動運輸?shù)确绞匠鋈爰毎ùx底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出,從而保證細胞正常代謝的進行。 圖3-1-5 圖3-1-6 (3)進行細胞間的信息交流(圖3-1-6)。大多細胞膜上存在激素的受體、抗原結(jié)合點以及其他有關(guān)細胞識別的位點,所以細胞膜在激素作用、免疫反應(yīng)和細胞通訊等過程中起著重要作用。①受體:通過電子顯微鏡觀察可看到細胞膜上存在著受體。受體是一種能夠識別和選擇性結(jié)合某種配基

12、的大分子,與配基結(jié)合后,產(chǎn)生物理的或化學(xué)的信號,以啟動一系列過程,最終表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng),如神經(jīng)細胞傳遞興奮等。許多免疫反應(yīng)均是在細胞膜上進行的。細胞膜上存在著細胞識別部位,這些識別部位均和細胞膜上的受體有關(guān)。②細胞識別:細胞膜能提供細胞識別位點,并完成細胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞。細胞識別是指生物細胞對同種和異種細胞的認識,對自身和異己物質(zhì)的鑒別。無論是單細胞生物,還是高等動植物,許多重要的生命活動都和細胞間的識別能力密切相關(guān)。例如,單細胞生物有性生殖過程中的細胞結(jié)合,開花植物的雌蕊能否接受花粉進行受精,都要靠細胞識別能力。高等動物和人類的免疫功能更要依靠細胞的識別能力,如當(dāng)細菌侵入體內(nèi)時,就會被白

13、細胞吞噬,但白細胞從不吞噬循環(huán)血液中的正常細胞。現(xiàn)已知道,細胞識別的部位是在細胞膜上,細胞相互識別的分子基礎(chǔ)是細胞膜上的糖蛋白。③介導(dǎo)細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間的連接。例如高等植物細胞之間的胞間連絲(圖3-1-7),使相鄰兩個細胞之間形成通道,攜帶信息的物質(zhì)通過通道進入另一個細胞。 圖3-1-7 細胞膜的這些功能,與它的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在第4章我們將會深入地體會到細胞膜的功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的關(guān)系。 3.細胞壁 在植物細胞膜外還有由細胞分泌的纖維素、果膠等物質(zhì)構(gòu)成的細胞壁。對細胞具有機械支持和保護的作用,同時還能防止細胞吸漲而破裂,保持細胞正常形態(tài)。 舉例:用纖維素酶除掉細胞壁

14、的植物細胞不再保持原來的形態(tài)。將這樣的細胞放置在清水中時,它會像紅細胞一樣吸水破裂。 [評價反饋] 1.實驗過程性評價 實驗名稱 體驗制備細胞膜的方法 姓名 評價項目 自評 小組互評 老師評價 1.能制作出觀察效果良好的臨時裝片 2.能熟練正確操作顯微鏡 3.能適當(dāng)處理問題和改善操作方法 4.及時記錄觀察結(jié)果 說明:評價采用“A、B、C、D”四個等級 2.精選練習(xí) (1)將紅細胞放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的食鹽溶液中制成裝片后,用顯微鏡觀察,可以發(fā)現(xiàn)紅細胞的狀態(tài)變化是 A.不能判定 B.正常狀態(tài) C.細

15、胞膜破裂 D.細胞皺縮 (2)實驗中先用顯微鏡的10倍物鏡觀察細胞,然后轉(zhuǎn)換40倍的物鏡繼續(xù)觀察,其結(jié)果是 A.視野變亮,看到的細胞數(shù)目變多 B.視野變亮,看到的細胞數(shù)目變少 C.視野變暗,看到的細胞數(shù)目變多 D.視野變暗,看到的細胞數(shù)目變少 (3)在視野右上方發(fā)現(xiàn)一細胞,要將其移至視野正中,應(yīng)將裝片向什么方向移動 A.左上方 B.左下方 C.右上方 D.右下方 (4)1985年Overton在研究各種未受精卵細胞的透性時,發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)易透過細胞膜,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細胞膜十分困難。這表明組成細胞膜的主要成分中有___________。后來

16、,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)細胞膜除了會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解,也會被蛋白酶分解,這說明組成細胞膜的物質(zhì)中還有___________。 (5)你能解釋細胞為什么這么小嗎?(直徑小于0.1毫米) 參考答案: (1)D (2)D (3)C (4)磷脂(脂質(zhì)) 蛋白質(zhì) (5)體積越小,相對膜面積越大,越有利于新陳代謝。 [課堂小結(jié)] 無論植物細胞還是動物細胞,其原生質(zhì)的最外層都是細胞膜。提取細胞膜通過電子顯微鏡觀察并進行化學(xué)成分分析得知,細胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和磷脂分子構(gòu)成。細胞膜的生理功能主要包括保護作用、信息傳遞作用以及進行細胞內(nèi)外的物質(zhì)交換等。 [布置作業(yè)] 課本P43一、基礎(chǔ)題,二、

17、拓展題。學(xué)習(xí)冊P36~P37(一)基礎(chǔ)達標(biāo),(二)拓展創(chuàng)新。 [課后拓展] 體現(xiàn)活細胞的細胞膜功能的實驗 用新鮮的花生(玉米或小麥等種子也可以)若干粒,曬干的種子先浸水吸漲(干的玉米或小麥種子等30~35 ℃時約浸5小時,20 ℃時浸15小時),然后用小刀將每?;ㄉɑ蛴衩祝┭刂芯€切成兩半,分成兩組。其中一組放入燒杯加清水煮沸10分鐘,另一組放入燒杯加清水室溫放置10分鐘。然后將兩組種子分別放入兩個培養(yǎng)皿中,都倒入稀釋的紅墨水中(1份紅墨水加10份清水),浸沒5分鐘后取出,洗去浮色,觀察染色情況:煮過的那一組種子的胚全染上了紅色,而沒煮過的那一組種子的胚,僅表層帶有淺淺的紅色??梢?,活細

18、胞的細胞膜有選擇透過性的特點,所以不吸收紅墨水;當(dāng)煮沸殺死后便失去這一特性,紅墨水進入細胞把胚染成紅色。這說明活細胞的細胞膜有控制物質(zhì)進出的功能。 ●板書設(shè)計 第3章 細胞的基本結(jié)構(gòu) 第1節(jié) 細胞膜——系統(tǒng)的邊界 一、制備細胞膜 為什么要用哺乳動物紅細胞作材料研究膜的組成? 二、細胞膜的成分 脂質(zhì)(約50%)、蛋白質(zhì)(約40%)、糖類(約2%~10%)。 三、細胞膜的功能 1.將細胞與外界環(huán)境分隔開 2.控制物質(zhì)進出細胞 3.進行細胞間的信息交流 四、細胞壁 化學(xué)成分:纖維素和果膠 功能:支持和保護 細胞壁是全通透的 希望對大家有所幫助,多謝您的瀏覽!

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