“系統的邊界—細胞膜”教學設計

謝世東

(陜西省漢中市龍崗學校 陜西 漢中 723100)

1．教學目標

1.1 知識與技能。

(1)概述細胞膜的成分和功能，體驗制備細胞膜的方法。

(2)理解細胞膜作為系統的邊界，對細胞生命活動具有重要意義。

1.2 過程與方法目標。

通過觀察哺乳動物紅細胞制備細胞膜的實驗，提高科學實驗設計的嚴謹性，增加概述和歸納總結能力。

1.3 情感態度價值觀目標。

認同細胞膜作為系統的邊界，對細胞生命活動具有重要意義。

2．教學重點

(1)細胞膜的制備。

(2)細胞膜的成分與功能。

3．教學難點

(1)細胞膜成分的探索過程。

(2)細胞膜功能的理解。

4．教學過程

激趣導入，前段時間一部電影非常火，叫戰狼2，里面一句臺詞很是經典，每每講到都使人內心澎湃不已：“犯我中華者，雖遠必誅”。為什么說犯我中華者雖遠必誅呢？因為國與國之間有國界，不可隨意侵犯、越界。

設問：前面學過構成生物體結構和功能的基本單位是？(細胞)那細胞有邊界嗎？

思考：細胞也有邊界，那它的邊界是實際存在的還是假想的？拿一顆新鮮的雞蛋，敲開后將蛋清與蛋黃分離，蛋黃里的黃色物質會流出來嗎？拿一根牙簽戳破蛋黃，里面的物質就會流出來。一個卵黃是一個細胞，其實，我們戳破的就是細胞的邊界—細胞膜(抽象知識形象化)。

細胞膜作為細胞的邊界，將細胞與外界環境分隔開。那細胞膜由哪些物質組成？能執行什么樣的功能？將欲解之，必先得之。(過渡)要想了解細胞膜的成分與功能，首先我們得想辦法得到細胞膜。

[教學過程]

一、體驗制備細胞膜

我們選取什么樣的材料來獲取細胞膜呢？取材是實驗成功的關鍵，材料多選用簡便易得的。

應選哺乳動物成熟的紅細胞，無細胞壁，無細胞核，無任何細胞器。

一個實驗有三個要點，取材、原理和步驟。制備細胞膜的原理是將細胞放入清水中，細胞會吸水漲破。步驟：先滴一滴紅細胞稀釋液(生理鹽水)在載玻片上→制成臨時裝片→在顯微鏡下觀察(先低后高)→滴加蒸餾水/清水→觀察細胞的變化(凹陷消失、體積增大、細胞漲破)→結果

討論：若上述實驗在試管中進行，細胞破裂后還需用什么方法才能獲得較純的細胞膜？—離心、過濾。

二、細胞膜的成分

成功制備細胞膜后，科學家們就開始對細胞膜的成分進行了探究。

資料一：1859年，歐文頓選用500多種化學物質對動物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發現凡是易溶于脂質的物質，容易穿過膜，反之，不容易溶于脂質的物質，也不容易穿過膜。(膜是由脂質組成的)

資料二：科學家對細胞膜化學成分分析發現，細胞膜會被蛋白酶分解(提示：蛋白酶是生物體內普遍存在的只對蛋白質分解起催化作用的物質)。(膜的主要成分是脂質和蛋白質)

小結：細胞膜成分主要是由脂質(主要是磷脂，動物細胞細胞膜中含膽固醇)和蛋白質構成，還有少量的糖類。①不同細胞中，脂質、蛋白質和糖類含量不同。②功能越復雜的細胞，蛋白質數目和種類越多。

三、細胞膜的作用

生命起源于原始的海洋，原始海洋的環境動蕩不安，這時出現了一個他，他將我們輕輕的攬入懷中，他將我們與外界惡劣的環境分隔開，產生了原始的細胞。這個他是？(細胞膜)細胞膜的第一個功能是？(將細胞與外界環境相隔開)

細胞膜第二個功能“不舍晝夜，保境安民”。

西周時期，分封制盛行，天子喜愛給兄弟姐妹分土地，今天天子給你分了一塊土地，你一圍，東南西北開四個門并派重兵把守。士兵會主動地將糧草、軍火放行入城，將不好的攔在城外，城內產生的廢物會被運出城。偶爾會出現強行闖入者，強盜、土匪等。那細胞膜就像“諸侯的城池”一樣，主動地選擇需要的營養物質進入細胞，將細胞產生的廢物排出，并將有害物質拒之膜外。細胞膜的第二個功能是？(控制物質進出細胞)那對于細胞有沒有強行闖入者？(有，病毒和病菌)所以，細胞膜的控制是相對的。“好的請進來，不好的請走開”，說明細胞膜具有選擇透過性。下一個功能“云中誰寄錦書來？”

第三個功能，進行細胞間的信息交流。在多細胞生物體內，每個細胞都不是孤立存在的，它們之間必須保持功能的協調，才能使生物體健康地生存，因此，細胞之間也像人一樣需要彼此之間交流信息。細胞之間交流信息與細胞膜有著密切的關系。

方式一：激素分泌傳遞作用過程(間接交流)

(動畫展示)細胞分泌的化學物質(激素)，隨血液到達全身各處，與靶細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞。這種方式就像人們之間通過信件來傳遞信息。在送信時，為了保證傳遞準確無誤，收件人要有一個準確詳細的地址。同樣，在間接交流中，激素通過靶細胞膜上的受體來識別靶細胞，這樣可以保證激素準確無誤地作用于靶細胞。

方式二：細胞識別過程(直接交流)

細胞可以通過細胞膜的直接接觸來傳遞信息。這種方式就像是人與人面對面的交流。

方式三：細胞通過通道進行信息交流

相鄰兩個細胞間形成通道，攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。這種方式就像是地道戰的地道，不僅有信息交流，還能有物質運輸。例如高等植物細胞間通過胞間連絲相互連接。

四、動物細胞的邊界是細胞膜，植物細胞的最外層是細胞膜嗎？(細胞壁)細胞壁為什么不能作為系統的邊界呢？

細胞壁全透性，任何物質都能通過。化學成分主要是纖維素和果膠，對植物細胞有支持和保護的作用。

因此，系統的邊界為細胞膜。

【板書】：3.1系統的邊界—細胞膜

一、細胞膜的制備

二、細胞膜的成分：脂質、蛋白質、糖類(少量)

三、細胞膜的功能1.將細胞與外界環境分隔開

2.控制物質進出細胞。

3.進行細胞間的信息交流。

四、植物細胞壁——全透性