1、第 1 節 細胞膜 系統的邊界淡定說課 本節通過前言部分的教學,把組成細胞的分子與細胞結構建立起聯系；組成細胞的分 子不能單獨發揮生命功能,只有在細胞中以肯定的方式有機地構建起來,才能表現生命；然后由外而內分析細胞各部分結構特點與其功能的適應性；本節中細胞膜的教學,通過制備細胞膜的試驗和一些資料,介紹了兩方面的內容：（ 1）細胞膜的主要成分；（2）細胞膜的功能；通過本節的教學,使同學對第1 章中有關組成細胞的元素和化合物的功能的熟悉詳細化、結構化,使同學對細胞的結構和功能的熟悉物質化（達到分子水平）；本節試驗是一個體驗性的“ 制備試驗 ” ,要讓同學從試驗中體會科學爭論的思路和方 法,培育基本

2、的生物學爭論才能,提高科學素養；例如依據試驗目的,如何挑選合適的實 驗材料,用什么方法可以得到試驗材料,以及如何純化等等；考慮試驗操作的詳細細節,在操作過程中,細觀看,勤摸索；考慮如何克服試驗中遇到的困難,改善試驗,以達到最 佳成效；三維目標 1.學問與技能（1）簡述細胞膜的成分和功能；（2）暫時裝片的制作和顯微鏡的嫻熟操作；2.過程與方法（1）體驗制備細胞膜的方法,學會調整視野與挑選觀看范疇；（2）通過設計和分析試驗,培育同學的科學探究才能；3.情感態度與價值觀（1）參加問題探討與試驗結果分析；（2）通過對細胞結構和功能的學習讓同學體會生命的精致完善,訓練同學崇尚生命、喜愛科學；教學重點 1

3、.細胞膜的成分和功能；2.試驗技能的鞏固提高；教學難點 1.制備細胞膜時,觀看到紅細胞的變化；2.形象地懂得細胞膜的功能,體會細胞膜作為細胞這個生命系統的邊界的重要意義；教具預備 1.紅細胞稀釋液與相關試驗用具；2.顯微投影；3.演示文稿與圖片；課時支配 1 課時教學過程課前預備課前老師預備好人或哺乳動物（豬、兔等）的新奇的紅細胞稀釋液（血液加適量的生 理鹽水）,以及相關的試驗用具；情境創設翟中和院士說：“我確信哪怕一個最簡潔的細胞,也比迄今為止設計出的任何智能電腦 更精致！ ” ,你們認為他這話說得對嗎？（同學摸索,有的認為有道理,有的覺得很難判 斷）現代電腦的精密已經令人不行思議了,小小的

4、一個細胞,怎么可能比電腦仍精致呢？大家別忘了,電腦再精密,也是人造出來的,而人類盡管已經分析出細胞的成分以及結 構,卻至今造不出細胞；為什么呢？別小看了小小的細胞,由于細胞不是簡潔的物質的堆 砌,組成細胞的分子只有在細胞中以肯定的方式有機地構建起來,才能表現生命；這就是 細胞的精致所在；下面,就讓我們來看看細胞的基本結構吧；出示幾張光學顯微鏡下的細胞圖片（圖311）,包括植物細胞和動物細胞、染色的和未染色的細胞；植物細胞經過染色的動物細胞未經染色的動物細胞圖 3 11 師生互動1.問題探討 從同學使用高倍顯微鏡觀看幾種細胞的體會引入問題探討；老師：懂得區分顯微鏡視野中的水泡、氣泡和細胞嗎？（同

5、學摸索爭論回答）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,而細胞可以觀看到有詳細的結構和內容物,如植物細胞的細胞壁,動植物細胞的細胞質、細胞 核等；細胞是立體的,在顯微鏡下,通過調劑焦距可以看到它的不同層面；老師：光學顯微鏡下能不能觀察細胞膜？（同學摸索爭論回答）參考答案：正常的植物細胞細胞膜緊貼著細胞壁,完全觀看不到；動物細胞染色后很 簡潔看出細胞與細胞之間,細胞與外界環境之間有明顯的界限,未染色的動物細胞觀看效 果不明顯,但仍舊可以辨論它們的界限,這個界限我們判定就是細胞膜；老師：如何確定細胞膜的存在？（同學摸索爭論回答）參考答案：雞蛋的卵黃部分就是一個細胞,輕

6、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 的透亮薄膜就是細胞膜了；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隱秘之前,第一要跨過它的邊界 細胞膜；老師：這層神奇的屏障是由什么物質組成的？要分析細胞膜的化學成分,第一要把這層屏障從細胞上剝落下來單獨地進行爭論；老師：絕大多數的細胞個體都特別的小,如何才能使細胞膜和細胞的其他部分分別 呢？2.同學試驗 下面我們通過一個試驗來體驗制備細胞膜的方法；試驗選材 老師：動植物細胞都有細胞膜,細胞內的細胞核以及葉綠體、線粒體等等

7、這些細胞器 也有膜結構,我們挑選什么樣的材料進行試驗才會使細胞膜制備起來更簡潔,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,由于它沒有細胞核和葉綠體等眾多的細胞 器,也沒有細胞壁；因此我們可以挑選人血、兔血或者豬血等簡潔取得的材料來進行實驗；假如能夠使紅細胞的細胞膜破裂,里面的物質都流出來,剩下的空殼不就是細胞膜了 嗎？老師：那么,用什么方法可以使紅細胞的細胞膜破裂呢？試驗原理：細胞吸水和失水的原理（圖312）；紅細胞吸水膨脹漲破的紅細胞形狀正常的人的紅細胞圖 3 12 把紅細胞放在蒸餾水當中,由于細胞內外濃度差的關系,水分就會不斷進入細胞,細 胞吸水開頭膨脹,猶如給

8、氣球吹氣一樣漸漸地鼓起來,太多的水分進入細胞,最終會將細 胞膜撐破,使里面的物質流出來；材料用具 兔（或人、豬）的新奇的紅細胞稀釋液（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.制作暫時裝片；2.顯微鏡下觀看；3.滴加蒸餾水并吸引；4.觀看細胞變化；操作要求1.裝片制作較好；2.顯微鏡操作嫻熟；3.蒸餾水的滴加不弄污鏡頭,吸引不吸走細胞；4.查找最先進水部分的細胞觀看；小結：老師選取同學試驗成效明顯的裝片,通過顯微投影投示出來,大家觀看,溝通 勝利制備的體會,查找試驗失敗的緣由；爭論：假如不是在裝片而是在試管進行試驗,細胞破裂后,流出的內容物和細胞膜

9、都 混雜在蒸餾水中,仍要用什么方法才能獲得比較純的細胞膜？老師精講1.細胞膜的成分 科學家們通過電子顯微鏡觀看細胞膜,并對細胞膜和細胞中其他各種膜進行微量化學成分分析 ,發覺膜主要含有脂質和蛋白質兩大類物質；蛋白質約占膜干重的 40%,脂質約占50%（圖 313）,其中脂質以磷脂為主；此外 碳水化合物都是和膜蛋白質或脂質結合成糖蛋白或糖脂4）；,細胞膜仍含有約 10%的碳水化合物 ,但是,分布在細胞膜的外表面（圖 31圖 313 圖 31 4各種膜所含的蛋白質與脂質的比例同膜的功能有關 ,機能活動較旺盛的膜 ,其蛋白質含量較高 ,由于膜的功能活動主要由蛋白質來承擔；下面我們來看看細胞膜有什么功

10、能；2.細胞膜的功能細胞膜與細胞的物質交換、細胞識別、分泌、排泄、免疫等功能親密相關；細胞膜的主要功能包括以下三個方面：（1）將細胞與外界環境分隔開；細胞膜的存在使細胞成為一個相對獨立的系統,為細胞的生命活動供應相對穩固的內環境；（2）掌握物質進出細胞（圖315）；細胞膜最重要的特性之一是半透性或挑選透過性,即有挑選地答應物質通過擴散、滲透和主動運輸等方式出入細胞,包括代謝底物的 輸入與代謝產物的排出,從而保證細胞正常代謝的進行；圖 315 圖 3 16 （3）進行細胞間的信息溝通（圖31 6）；大多細胞膜上存在激素的受體、抗原結合點以及其他有關細胞識別的位點,所以細胞膜在激素作用、免疫反應和

11、細胞通訊等過程 中起著重要作用；受體：通過電子顯微鏡觀看可看到細胞膜上存在著受體；受體是一種 能夠識別和挑選性結合某種配基的大分子,與配基結合后,產生物理的或化學的信號,以 啟動一系列過程,最終表現為生物學效應,如神經細胞傳遞興奮等；很多免疫反應均是在 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；細胞識別：細胞膜能供應細胞識別位點,并完成細胞內外信息的跨膜傳遞；細胞識 別是指生物細胞對同種和異種細胞的熟悉,對自身和異己物質的鑒別；無論是單細胞生 物,仍是高等動植物,很多重要的生命活動都和細胞間的識別才能親密相關；例如,單細 胞生物有性生殖過程中的細胞結合,

12、開花植物的雌蕊能否接受花粉進行受精,都要靠細胞 識別才能；高等動物和人類的免疫功能更要依靠細胞的識別才能,如當細菌侵入體內時,就會被白細胞吞噬,但白細胞從不吞噬循環血液中的正常細胞；現已知道,細胞識別的部 位是在細胞膜上,細胞相互識別的分子基礎是細胞膜上的糖蛋白；介導細胞與細胞、細胞與基質之間的連接；例如高等植物細胞之間的胞間連絲（圖 之間形成通道,攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞；圖 3 17 3 17）,使相鄰兩個細胞細胞膜的這些功能,與它的結構親密相關；在第 4 章我們將會深化地體會到細胞膜的 功能與結構相適應的關系；3.細胞壁 在植物細胞膜外仍有由細胞分泌的纖維素、果膠等物質構成的

13、細胞壁；對細胞具有機 械支持和愛護的作用,同時仍能防止細胞吸漲而破裂,保持細胞正常形狀；舉例：用纖維素酶除掉細胞壁的植物細胞不再保持原先的形狀；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；評判反饋1.試驗過程性評判體驗制備細胞膜的方法自評姓名老師評判試驗名稱評判項目小組互評1.能制作出觀看成效良好的暫時裝片 2.能嫻熟正確操作顯微鏡 3.能適當處理問題和改善操作方法 4.準時記錄觀看結果 說明：評判采納“ A、B、C、D” 四個等級 2.精選練習（1）將紅細胞放在質量分數為 現紅細胞的狀態變化是9%的食鹽溶液中制成裝片后,用顯微鏡觀看,可以發A. 不能判定 B.正常狀態 C.細胞膜

14、破裂 D.細胞皺縮（2）試驗中先用顯微鏡的 10 倍物鏡觀看細胞,然后轉換 40 倍的物鏡連續觀看,其結果是A. 視野變亮,看到的細胞數目變多B.視野變亮,看到的細胞數目變少C.視野變暗,看到的細胞數目變多 D.視野變暗,看到的細胞數目變少（3）在視野右上方發覺一細胞,要將其移至視野正中,應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 在爭論各種未受精卵細胞的透性時,發覺脂溶性物質易透過細胞 膜 , 不 溶 于 脂 質 的 物 質 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

15、來,科學家仍發覺細胞膜除了會被溶解脂質的溶劑溶解,也會被蛋白酶分 解,這說明組成細胞膜的物質中仍有 _；（5）你能說明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）蛋白質（ 5）體積越小,相對膜面積越大,越有利于新陳代謝；課堂小結無論植物細胞仍是動物細胞,其原生質的最外層都是細胞膜；提取細胞膜通過電子顯 微鏡觀看并進行化學成分分析得知,細胞膜主要由蛋白質分子和磷脂分子構成；細胞膜的 生理功能主要包括愛護作用、信息傳遞作用以及進行細胞內外的物質交換等；布置作業新；課本 P43 一、基礎題,二、拓展題；學習冊P36P37（一）基礎達標, （二）拓展創課后拓展表達活細胞的細胞膜功能的試驗 用新奇的花生（玉米或小麥等種子也可以）如干粒,曬干的種子先浸水吸漲（干的玉 米或小麥種子等 3035 時約浸 5 小時, 20 時浸 15 小時）,然后用小刀將每粒花生 10 分鐘,另一組放（或玉米）沿中線切成兩半,分成兩組；其中一組放入燒杯加清水煮沸 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育皿中,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,觀看染色情形：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；可見,活細胞的細胞膜