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1、
《細胞膜——系統(tǒng)的邊界》 教學設(shè)計
學 院:生命科學學院
姓 名:胥婷婷
實習學校:通化縣第七中學 3.1《細胞膜——系統(tǒng)的邊界》 教學設(shè)計
一、教材分析
“細胞膜——系統(tǒng)的邊界”是人中《生物》必修1中第三章第一節(jié)的內(nèi)容,是在學習了生物的物質(zhì)基礎(chǔ)和細胞的種類的基礎(chǔ)上進行的,為以后的細胞器、物質(zhì)出入細胞的方式以及生物膜系統(tǒng)等內(nèi)容做鋪墊,起著承上啟下的橋梁作用,是生物學中十分重要的內(nèi)容。
二、學情分析
學習者是高中一年級學生,對于細容初中有一定的基礎(chǔ)。這個階段的學生學習積極性較高,課堂上應(yīng)該充
2、分調(diào)動學生的積極性,引導(dǎo)學生不斷思考,體現(xiàn)學生的主體性和教師的主導(dǎo)性。老師在教學過程中應(yīng)該多聯(lián)系生活實際,利用類比推理等方法,幫助學生識記和理解。
三、教學目標
(一)知識目標:
1.通過學習,學生能夠簡述細胞膜的成分和掌握細胞膜的功能;
(二)能力目標:
1.通過學習,學生體驗制備細胞膜的方法;
2.通過觀察、分析所給材料,提高學生獲取信息的能力;
(三)情感目標:
1.學生能夠認同細胞膜作為系統(tǒng)的邊界,對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。
四、教學重難點
(一)教學重點
1.細胞膜的成分和功能
2.細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義
(二)教學難點
1.用
3、哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。
2.細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。
五、教學過程
教學內(nèi)容
教師行為
學生行為
設(shè)計意圖
導(dǎo)
入
本
章
1min
著名的生物學家翟中和院士說“我最簡單的細胞,也比迄今為止設(shè)計出的任何智能電腦更精巧!”為什么一個細胞會比智能電腦更精巧呢?細胞到底有什么精巧之處?它的精巧會不會與其結(jié)構(gòu)有關(guān)呢?今天我們就來學習第三章——細胞的基本結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)生疑問的同時形成學習和探討新知識的興趣。
引用名言,激發(fā)學生的興趣和求知欲
引
入
本
節(jié)
內(nèi)
容
3min
同學們都知道我只雄雞,這只雄雞是靠什么來圈定的呢?那就是邊
4、界。邊界對于一個系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的,細胞作為一個生命系統(tǒng),它有沒有邊界呢?請看材料一,科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。
【學生討論】伊紅為什么不會逸出細胞?此實驗說明了什么?
分析材料可知,細胞也有邊界,它的邊界就是這堂課我們要學習的內(nèi)容————細胞膜。
學生閱讀材料并進行思考,嘗試回答問題,從而感知細胞邊界的存在。
創(chuàng)設(shè)問題情境引導(dǎo)學生思考和猜測
一、
體
驗
細
胞
膜
的
制
備
方
法
13min
現(xiàn)在我們知道的由哪些物質(zhì)組成、
5、具有什么功能呢?我們還是一無所知,也就是說我們需要研究細胞膜,拿什么來研究呢?首先就來學習細胞膜的制備。
1.實驗材料:
對于一個實驗來說,合適的實驗材料是實驗成功的關(guān)鍵。以下幾種材料:哺乳動物成熟的紅細胞、高等動物細胞、高等植物細胞、細菌細胞。
【學生討論】選擇哪種材料制備細胞膜?為什么?
結(jié)合學生的回答進一步補細胞、高等植物細胞有細胞核以及復(fù)雜的細胞器,植物細胞還有細胞壁。細菌細胞屬于原核還是真核啊?原核,那它沒有真正的細胞核,也沒有核糖體以外的細胞器,但是,它最外面有一層細胞壁。用這些材料來制備細胞膜是很困難的,因此,選材應(yīng)遵循的原則:①無細胞壁②無細胞核③無眾多的細胞器。哺乳動
6、物成熟紅細胞為什么滿足這些條件呢?因為它的主要功能是通過血紅蛋白來運輸氧,所以在發(fā)育過程中,它的細胞核和細胞器等逐漸退化并排出,為血紅蛋白騰出更多的空間。
【提問】雞血紅細胞行不行啊?為什么?
對,雞不屬于哺乳動物。
2.實驗原理:
【提問】有了實驗材料,接下來要怎么操作呢?用針扎破細胞行不行?用鑷子把細胞膜剝下來可以嗎?為什么?
細胞內(nèi)的物質(zhì)是有一定濃放在清水里,水就會滲進細胞,細胞吸水多了會怎么樣呢?就好像吹氣球,越吹越大,然后就怎么樣?。繒q破。所以,實驗原理就是細胞的吸水漲破。結(jié)合教材41頁的圖片來理解。【提問】第一副正常紅細胞是什么形狀???同學們都很善于觀察啊,紅細胞是兩面
7、略凹的圓餅形。第二幅圖是吸水后的紅細胞,什么形狀呢?第三幅圖就是吸水漲破的紅細胞,可以看見細胞內(nèi)容物流出來了。
3.制備細胞膜的步驟:
給大家2min時間自己閱讀課本上P41的方法步驟和2副光鏡下的照片,體會制備細胞膜的方法。注意顯微鏡的使用方法和注意事項。
大家再看看41頁上的兩張光鏡照片整個黃色的圓圈是你觀察的視野,紅細胞是視野里的小圓圈?!咎釂枴坑袥]有同學告訴我兩幅圖的區(qū)別?很好,圖二顯示一部分細胞吸水漲破了,小黑點就是漲破后的細胞不會反光而造成的。
【學生討論】顯察到細胞膜了,但是如果這個實驗是在試管中完成的,細胞破裂后,細胞膜和細胞質(zhì)混合著,還需要用什么方法才能獲得較純凈的細
8、胞膜?
細胞膜和細胞質(zhì)中的其他結(jié)構(gòu)密度不一樣。如果有條件的話,可以用不同轉(zhuǎn)速離心的方法來將它們分離開來。有同學提到過濾,還有一種方法叫凝膠過濾,也是可以的。
思考幾種實驗材料,比較和初步分析,選擇一種實驗材料,并嘗試說出原因。
結(jié)合自己的思考,從老師的講,思考為什么哺乳動物紅細胞可以作為實驗材料?通過思考并結(jié)合老師的講解,了解紅細胞滿足選材原則的根本原因。
學生答不行,因為它不是哺乳動物。
學生齊聲回答不可以?;卮鹄蠋煹膯栴},因為細胞太小了。
結(jié)合老師的比喻,氣球不斷吹會漲破,細胞也會漲破。
學生回答呈面窩狀。
學生答球形。
閱讀教材
9、
看書,觀察圖片,對比。學生回答第二幅圖里面有小黑點。
思考與討論
學生回答蒸餾、萃取、過濾等等。
思考并聽講
體會實驗材料的正確選擇對于科學研究的重要性,提高學生科學研究素養(yǎng)。
培養(yǎng)學生的想象力,引導(dǎo)學生思考實驗的原理。通過類比,幫助學生理解。
通過問題和討論,引導(dǎo)學生主動思考問題,產(chǎn)生對實驗的興趣,培養(yǎng)大膽創(chuàng)新的思想。
二、
細
胞
膜
的
成
分
8min
通過上述的實驗,我們已經(jīng)制細胞膜,現(xiàn)在,我們就來研究細胞膜的成分。首先,我們一起看看科學家們的研究歷程。有科學家做過這樣的實驗,用脂質(zhì)溶劑去溶解細胞膜,發(fā)現(xiàn)細
10、胞膜被溶解了,脂質(zhì)分子進入到溶劑中。在化學上有一個理論叫相似相溶,意思是說結(jié)構(gòu)成分相似的物質(zhì)可以相互混溶。
【學生討論】你從以上實驗中能得出什么結(jié)論?并說明理由。
也就是說細胞膜里含有脂可以結(jié)合材料二(①1859年,歐文頓選用500多種化學物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也容易穿過膜,反之,不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),就不容易穿過膜。②1897年,Crijins和Hedin用紅細胞做實驗,同樣也證明分子的通透性與其在脂質(zhì)中的溶解度有關(guān),且溶解度越大越容易通過。)再看一看。
那是不是細胞膜里就只有脂質(zhì)一學家又做了這樣的實驗,請看材料三,科學家對細胞膜化學成分深
11、層分析發(fā)現(xiàn),細胞膜會被蛋白酶分解。(提示:蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì))
【學生討論】你從以上實驗中能得出什么結(jié)論?
很好,實驗證明了細胞膜含有蛋白質(zhì),如果讓你設(shè)計一個實驗來證明蛋白質(zhì)的存在,怎么做?雙縮脲試劑使用有什么要求?
上述科學實驗的研究發(fā)現(xiàn),細胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成,此外,還有少量糖類。脂質(zhì)約占50%,蛋白質(zhì)約占40%,糖類約占2%-10%。
其中脂質(zhì)以磷脂含量最為豐細胞膜形使功能時起到重要作用,功能越復(fù)雜的細胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。那老師現(xiàn)在問你們,不同功能的細胞膜,它的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量一樣嗎?對,不一樣。
思
12、考并討論。
學生回答細胞膜里含有脂質(zhì)。
學生回答細胞膜里含有蛋白質(zhì)。
學生回答用雙縮鳥試劑,紫色反應(yīng)。先A后B。
學生回答不一樣。
結(jié)合材料培養(yǎng)學生分析和獲取知識信息的能力,引導(dǎo)學生主動探討,與尋求科學知識。
三、
細
胞
膜
的
功
能
10min
到這里,我們已經(jīng)一步一步地揭開了細胞膜的神秘面紗。細胞膜可以作為一個細胞系統(tǒng)的邊界,它到底有哪些功能呢?
1.將細胞與外界環(huán)境分隔開
我們可以把細胞膜形象地比喻,把外面的喧囂隔開了,讓你們在一個安靜舒適的環(huán)境下學習和生活。細
13、胞膜將細胞與外界環(huán)境隔開,對于原始生命有著重要意義,它保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。所以,從進化上講,膜的出現(xiàn)是生命起源過程中一個非常重要的階段。
2.控制物質(zhì)進出細胞
第一個功能同學們理們現(xiàn)在想想海關(guān)或邊防檢查站等,對于進出口的人和物品是不是都要進行嚴密的把關(guān)和檢查???違禁物品、毒品等能不能入境?有校牌能進,沒有的能不能進來啊?細胞膜控制物質(zhì)進出也是一樣的道理,細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以進入,不需要或者有害的絕不通融,細胞內(nèi)的代謝廢物和一些分泌物也會及時排除去。這個功能與細胞膜的選擇透過性是相適應(yīng)的,關(guān)于細胞膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)后期我們會詳細學習。估計有同學會想,既然細胞膜能夠控制有害物質(zhì)的進出,
14、我們是不是就不會生病了呢?當然不是,大家記住細胞膜這個功能是有相對性的,有害物質(zhì)比較不容易進入細胞,但不表示不能,有些病菌、病毒也可以侵入細胞,使生物體患病。
3.進行細胞間的信息交流
在日常生活中,大家都是通過人交流的啊?其實,細胞和細胞之間也有它們的秘密語言,它們也有交流。細胞膜就是細胞間交流的“信號轉(zhuǎn)換站”,大家請看42頁圖3-2,第一幅圖表示內(nèi)分泌細胞分泌激素,經(jīng)過血管的運輸,激素到達靶細胞外面與靶細胞表面的受體蛋白結(jié)合。細胞表面的受體蛋白就存在于細胞膜上,所以是細胞膜把信號傳遞給了靶細胞。內(nèi)分泌細胞就是發(fā)出信號的細胞,激素就是信號分子,除了激素,一些抗體和神經(jīng)信號等也可以作為信號
15、分子被傳遞。靶細胞就是接受信號分子的細胞。受體是細胞膜表面的識別信號分子的物質(zhì),本質(zhì)是蛋白質(zhì)。這里可以把內(nèi)分泌細胞比喻為淘寶上的賣家,激素是你買的東西,賣家發(fā)貨后,物流公司把你的東西送到目的地,然后就需要你核查信息才能簽收。這樣一個過程完成了具有一定距離的細胞間的信息傳遞。第二幅圖表示相鄰細胞之間通過接觸來傳遞信息,接觸后細胞膜會相互識別比如精子和卵細胞的結(jié)合。別看青蛙和蟾蜍長得像,自然環(huán)境中,青蛙的精子會與蟾蜍的卵細胞結(jié)合嗎?第三幅圖表示相鄰細胞之間形成通道,攜帶信息的物質(zhì)通過通道傳遞到另一個細胞。這種信息交流方式也不通過直接接觸,打個比喻,通道就好像電話線,相鄰的同學可以通過打電話,讓信息
16、從電話線一頭傳到另一頭。如圖上的細胞間的絲狀物,是高等植物細胞形成的信號通道,叫做胞間連絲?,F(xiàn)在,問大家一個問題,細胞間的信息交流是不是非要接觸啊?
上述只是細胞膜的一些基本功能,它還有免疫等功能后面會慢慢學習。有興趣的同學可以自己查資料。
聽講并且結(jié)合老師的比喻理解細胞的功能
回答理解了。
沒有校牌不能進。結(jié)合老師的比喻理解細胞膜的功能。
回答問題,打電話、發(fā)信息、微博、聊QQ、電子郵件等等
學生回答不會。
學生回答不是的。
通過形象的比喻,幫助學生理解和記憶細胞膜的功能。培養(yǎng)學生聯(lián)系生活來
17、學習的能力。
復(fù)雜的問題簡單化,抽象的具體化,幫助學生理解。
四、
細
胞
壁
2min
【提問】前面我們?yōu)槭裁床贿x擇植驗材料???
對,因為植物細胞具有細胞壁,它的化學成分是纖維素和果膠,對植物細胞有支持和保護作用。另外,細菌也有細胞壁,但成分是肽聚糖。
既然植物細胞有細胞壁,為什么植物細胞不把細胞壁作為它系統(tǒng)的邊界呢?主要是因為細胞壁不具備細胞膜那樣的功能,不能控制物質(zhì)進出,不能進行信息交流。細胞壁的性質(zhì)是全透性。
學生回答因為它有細胞壁和細胞核以及細胞器。
學生思考?;卮饐栴}。
照應(yīng)前文,幫助學生融會貫通。引導(dǎo)
18、學生主動發(fā)問和思考。
五、
課后檢查3min
回答課后練習。完成《世紀金榜》自主演練和課后鞏固。
復(fù)習鞏固。
六、板書設(shè)計
第一節(jié) 細胞膜————系統(tǒng)的邊界
一、制備細胞膜
材料:哺乳動物成熟紅細胞
原理:吸水漲破
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
成分:纖維素和果膠 作用:支持和保護
附材料:(發(fā)給學生)。
材料一
科學家用顯微注
19、射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。21世紀教育網(wǎng)版權(quán)所有
思考與討論:
伊紅為什么不會逸出細胞?此實驗說明了什么?
材料二
①185erton選用500多種化學物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也容易穿過膜,反之,不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也不容易穿過膜。
②1897年,Crijins和Hedin用紅細胞做實驗,同樣也證明分子的通透性與其在脂質(zhì)中的溶解度有關(guān),且溶解度越大越容易通過。21教育網(wǎng)
思考與討論:
你從以上實驗中能得出什么結(jié)論?并說明理由。
材料三
科學家對細胞膜化學成分深層分析發(fā)現(xiàn),細胞膜會被蛋白酶分解。(提示:蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì))
思考與討論:
你從以上實驗中能得出什么結(jié)論?
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