科学前沿 组装细胞优秀教案内容

3.1 细胞膜——系统的边界

（一）教材分析

《细胞膜——系统的边界》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第3章第1节的教学内容，主要学习细胞膜的成分和功能、掌握制备细胞膜的方法。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。

（二）教学目标

能中的重要作用。

2．能力目标：进行用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。[来源:Z&xx&k.Com]

3．情感目标：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。

（三）教学重点难点

1．教学重点

（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

2．教学难点[来源:学科网][来源:中*教*网z*z*s*]

（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法

（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义

（四）教学过程

导入: 在前面的学习中，我们认识了细胞这个基本的生命系统的物质成分，从今天开始，我们将进一步认识细胞这个基本的生命系统，我们来认识水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸是如何组成细胞的基本结构的。大家对于细胞应该有了一定的认识，那么你认为细胞最外面的结构是什么？（展示图片）细胞与外界环境的边界是什么？

学生发言：脱口而出的同学可能往往回答细胞膜；略有思考的同学回答细胞壁；比较严谨的同学会回答“植物细胞的最外层是细胞壁，动物细胞的最外层是细胞膜”，等。

教师：动物细胞没有细胞壁，而像植物、真菌、细菌等生物，细胞往往具有细胞壁。但不管是什么细胞，我们都认为细胞膜才是细胞这个生命系统的边界。那么，为什么细胞壁不能作为系统的边界呢？在稍后细胞壁的学习中我们就会知道。

（板书：细胞膜——系统的边界）

教师：对于细胞膜作为系统的边界，同学们有没有这方面的感性认识？也就是说你能不能列举出一些证据来证明细胞膜这个系统边界的存在？

学生：可以借助显微镜观察得到。

1．知识目标：简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功

教师：很好，那么光学显微镜下能不能观察到细胞膜？

学生：光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。

教师：要想真正观察细胞膜要用电子显微镜，但是在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了，你能想办法验证细胞膜的存在吗？

学生：用染色的方法。源:学。科。网Z。X。X。K]

材料：用显微注射器将一种叫伊红的物质注入变形虫体内，显微镜下观察发现，伊红会很快的扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。伊红为什么不能逸出细胞？这个实验说明什么？

学生：细胞作为一个生命系统是有边界的，这个边界就是细胞膜。

教师：首先我们看一下这节课的学习目标。细胞膜的成分是什么呢？它又具有哪些功能呢？要想解决这个问题，我们应当想办法获取细胞膜。下面我们就结合实验体验一下细胞膜的制备。

一、

体验制备细胞膜的方法

请大家阅读课本40页－41页的实验：体验制备细胞膜的方法，完成下面几个问题的思考。

1、应该选择什么细胞作为实验材料？选用植物细胞好不好？

2、为什么选用哺乳动物成熟的红细胞？[来源:中。教。网z。z。s。tep]

3、细胞破裂后，怎样分离出比较纯净的细胞膜？ 4、归纳实验的原理。

（板书：体验制备细胞膜的方法）

1.首先，我们应该确定合适的实验材料。对于一个实验来说，合适的实验材料是实验成功的关键。（课件展示几种细胞的图片）

讨论：上述图中分别是什么细胞？哪一种细胞比较适合提取细胞膜呢？请尝试说出原因？

阅读课本P41旁栏相关信息：对红细胞有特殊要求吗？鸡红细胞可以吗？

2.如何利用红细胞获取细胞膜呢？用镊子撕取行吗？用针刺破行吗？应当用什么办法来获取细胞膜？

课件展示红细胞在不同溶液中的图片。

根据图中红细胞的形态差异，你能描述一下本实验的实验原理吗？

3.实验步骤：（见课件）

问题：1、稀释的时候能不能使用清水？

2、这个实验的关键步骤是什么？

3、刚才我们只是观察到细胞膜的存在和破裂，并没有真正把细胞膜提取出来。如果把这个实验在试管中进行的话，你能够想办法获得较为纯净的细胞膜吗？

4、如果没有离心机的话，我们还能采取什么方法？（静置）

教师：现在，细胞膜已经提取了，接下来的工作就是分析细胞膜有哪些成分？

（板书：细胞膜的成分）

二、细胞膜的成分

材料一: ①1859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，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.从以上实验能得出什么结论？并说明理由。（提示：相似相溶原理）

结论：细胞膜的组成成分中含有脂质

材料二: 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）。你从以上实验中能得出什么结论？

结论：细胞膜的组成成分中含有蛋白质。通过这则资料，其实也告诉大家了一种研究物质组成成分的方法：酶解法。比如，怎么证明植物细胞壁的成分中有纤维素呢？

过渡：由此我们可以看出，细胞膜的成分有蛋白质和脂质，那么细胞膜还有没有其他的成分呢？展示封面细胞膜的图片，分析细胞膜的成分。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总量的50％，蛋白质约占40％，糖类占2％－10％。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。我

们在各种膜的研究中还发现，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量就越多。接下来，我们一起探究细胞膜有哪些功能？

三、细胞膜的功能

（学生活动）阅读课本42页内容，联系生活经验，理解细胞膜的功能。[来源: （板书：细胞膜的功能）

（请学生发言，让他们结合生活经验，解释细胞膜的功能，教师适时点评）

学生：细胞膜将细胞与外界环境分隔开。（板书）[来源:学科网ZXXK]

只有这样，细胞才能获得一个相对比较稳定的内部环境，才能减小受到的各种外部干扰，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，班级的墙壁，如果没有这些，喧嚣的街道，隔壁班级的活动直接影响到我们班级同学的学习，那么，我们的学习不可能正常进行。

教师：同学们的比方非常形象。作为生命体，要保证自身代谢顺利进行，一个相对独立的内部环境何等重要；有了细胞膜，这个边界将细胞与外界环境分隔开，细胞内才能保持各种理化性质的相对稳定，才可能具备代谢的正常条件。也正因为如此，在生命的起源过程中，科学家把“原始界膜”的形成作为生命演变中的重要阶段，具有了原始界膜后，才使得原始生命的诞生成为可能！

材料：用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的。这与细胞膜的功能有何关系？

学生：细胞膜能控制物质进出细胞。（板书）

教师：既然细胞膜是细胞的边界，这就好像皮肤是我们人体的边界一样，我们的皮肤可以阻止一些病毒、细菌等进入我们体内，细胞膜也应该有类似的功能。对于细胞膜能控制物质进出细胞这一点功能，我们将在第四章会有更加详细的学习，现在需要大家先了解细胞膜具有选择性的允许细胞需要的营养物质进入，而细胞不需要的，或者对细胞有害的物质就不容易进入细胞。细胞膜的这样一种生理功能我们称之为“选择透过性”。不过选择透过性只有活的细胞的细胞膜也具有，细胞死亡，这种选择透过性就丧失了。

教师：细胞膜进行细胞间的信息交流。（板书）

细胞作为一个个体的基本组成单位，对于一个个体来说，生活在外界环境中，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。构成个体的细胞也应该是这样的。在多细胞生物体内，各个细胞都不是单独存在的。它们必须保持功能的协调。这种协调不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。这种信息的交流大多与细胞膜的结构和功能有关。借助教材的三幅图说明细胞与外界进行信息交换的三种方式。

细胞间进行信息交流的方式：1 物质传递（胰岛素与靶细胞）

2 接触传递（精子与卵细胞结合）

3 通道传递（高等植物细胞的胞间连丝）

举例说明：①海洋或河流湖泊中存在着很多不同生物种的精子和卵细胞，这些精子与卵细胞并没有发生相互结合；

②免疫细胞吞噬病毒或细菌，而正常情况下并不吞噬自身的细胞；

展示一位生物老师作的一首赞美细胞膜的诗，引导学生从中体会细胞膜的功能。

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！

过渡：通过刚才的学习，可以看到细胞膜的功能对于一个细胞的正常运作是必需的；当然细胞膜的功能除了上述介绍的三点，还有一些其他的功能，这个问题大家可以在课下查找资料，也可以在后面的学习中逐渐了解，总结。假如今天我们只有植物细胞材料用作实验,要想感受膜的存在，我们应首先考虑什么?你能想到好的方法去解决这个问题吗? 四、细胞壁

成分：纤维素和果胶

特点：全透性（因此不能作为系统的边界）

作用：支持和保护。

五、课堂小结及练习

（五）板书设计

细胞膜——系统的边界

一、体验制备细胞膜的方法

二、细胞膜的成分

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、细胞壁