“系统的边界—细胞膜”教学设计

谢世东

(陕西省汉中市龙岗学校 陕西 汉中 723100)

1．教学目标

1.1 知识与技能。

(1)概述细胞膜的成分和功能，体验制备细胞膜的方法。

(2)理解细胞膜作为系统的边界，对细胞生命活动具有重要意义。

1.2 过程与方法目标。

通过观察哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，提高科学实验设计的严谨性，增加概述和归纳总结能力。

1.3 情感态度价值观目标。

认同细胞膜作为系统的边界，对细胞生命活动具有重要意义。

2．教学重点

(1)细胞膜的制备。

(2)细胞膜的成分与功能。

3．教学难点

(1)细胞膜成分的探索过程。

(2)细胞膜功能的理解。

4．教学过程

激趣导入，前段时间一部电影非常火，叫战狼2，里面一句台词很是经典，每每讲到都使人内心澎湃不已：“犯我中华者，虽远必诛”。为什么说犯我中华者虽远必诛呢？因为国与国之间有国界，不可随意侵犯、越界。

设问：前面学过构成生物体结构和功能的基本单位是？(细胞)那细胞有边界吗？

思考：细胞也有边界，那它的边界是实际存在的还是假想的？拿一颗新鲜的鸡蛋，敲开后将蛋清与蛋黄分离，蛋黄里的黄色物质会流出来吗？拿一根牙签戳破蛋黄，里面的物质就会流出来。一个卵黄是一个细胞，其实，我们戳破的就是细胞的边界—细胞膜(抽象知识形象化)。

细胞膜作为细胞的边界，将细胞与外界环境分隔开。那细胞膜由哪些物质组成？能执行什么样的功能？将欲解之，必先得之。(过渡)要想了解细胞膜的成分与功能，首先我们得想办法得到细胞膜。

[教学过程]

一、体验制备细胞膜

我们选取什么样的材料来获取细胞膜呢？取材是实验成功的关键，材料多选用简便易得的。

应选哺乳动物成熟的红细胞，无细胞壁，无细胞核，无任何细胞器。

一个实验有三个要点，取材、原理和步骤。制备细胞膜的原理是将细胞放入清水中，细胞会吸水涨破。步骤：先滴一滴红细胞稀释液(生理盐水)在载玻片上→制成临时装片→在显微镜下观察(先低后高)→滴加蒸馏水/清水→观察细胞的变化(凹陷消失、体积增大、细胞涨破)→结果

讨论：若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？—离心、过滤。

二、细胞膜的成分

成功制备细胞膜后，科学家们就开始对细胞膜的成分进行了探究。

资料一：1859年，欧文顿选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。(膜是由脂质组成的)

资料二：科学家对细胞膜化学成分分析发现，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)。(膜的主要成分是脂质和蛋白质)

小结：细胞膜成分主要是由脂质(主要是磷脂，动物细胞细胞膜中含胆固醇)和蛋白质构成，还有少量的糖类。①不同细胞中，脂质、蛋白质和糖类含量不同。②功能越复杂的细胞，蛋白质数目和种类越多。

三、细胞膜的作用

生命起源于原始的海洋，原始海洋的环境动荡不安，这时出现了一个他，他将我们轻轻的揽入怀中，他将我们与外界恶劣的环境分隔开，产生了原始的细胞。这个他是？(细胞膜)细胞膜的第一个功能是？(将细胞与外界环境相隔开)

细胞膜第二个功能“不舍昼夜，保境安民”。

西周时期，分封制盛行，天子喜爱给兄弟姐妹分土地，今天天子给你分了一块土地，你一围，东南西北开四个门并派重兵把守。士兵会主动地将粮草、军火放行入城，将不好的拦在城外，城内产生的废物会被运出城。偶尔会出现强行闯入者，强盗、土匪等。那细胞膜就像“诸侯的城池”一样，主动地选择需要的营养物质进入细胞，将细胞产生的废物排出，并将有害物质拒之膜外。细胞膜的第二个功能是？(控制物质进出细胞)那对于细胞有没有强行闯入者？(有，病毒和病菌)所以，细胞膜的控制是相对的。“好的请进来，不好的请走开”，说明细胞膜具有选择透过性。下一个功能“云中谁寄锦书来？”

第三个功能，进行细胞间的信息交流。在多细胞生物体内，每个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存，因此，细胞之间也像人一样需要彼此之间交流信息。细胞之间交流信息与细胞膜有着密切的关系。

方式一：激素分泌传递作用过程(间接交流)

(动画展示)细胞分泌的化学物质(激素)，随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。这种方式就像人们之间通过信件来传递信息。在送信时，为了保证传递准确无误，收件人要有一个准确详细的地址。同样，在间接交流中，激素通过靶细胞膜上的受体来识别靶细胞，这样可以保证激素准确无误地作用于靶细胞。

方式二：细胞识别过程(直接交流)

细胞可以通过细胞膜的直接接触来传递信息。这种方式就像是人与人面对面的交流。

方式三：细胞通过通道进行信息交流

相邻两个细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。这种方式就像是地道战的地道，不仅有信息交流，还能有物质运输。例如高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接。

四、动物细胞的边界是细胞膜，植物细胞的最外层是细胞膜吗？(细胞壁)细胞壁为什么不能作为系统的边界呢？

细胞壁全透性，任何物质都能通过。化学成分主要是纤维素和果胶，对植物细胞有支持和保护的作用。

因此，系统的边界为细胞膜。

【板书】：3.1系统的边界—细胞膜

一、细胞膜的制备

二、细胞膜的成分：脂质、蛋白质、糖类(少量)

三、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开

2.控制物质进出细胞。

3.进行细胞间的信息交流。

四、植物细胞壁——全透性