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高中生物教案系統(tǒng)的邊界細胞膜
在教學工作者實際的教學活動中,很有必要精心設計一份教案,教案是教學藍圖,可以有效提高教學效率。那么你有了解過教案嗎?以下是小編幫大家整理的高中生物教案系統(tǒng)的邊界細胞膜,歡迎閱讀與收藏。
一、教學目標
1.知識目標:簡述細胞膜的成分和功能,解釋細胞膜在維持細胞結構和功能中的重要作用。
2.能力目標:進行用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的實驗,體驗制備細胞膜的方法。
3.情感目標: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。
二、教學重點和難點
1.教學重點
。1)細胞膜的成分和功能
。2)理解細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義
2.教學難點
(1)用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法
。2)理解細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義
三、教學方法
講授與學生討論相結合、問題引導法、資料分析法
四、教學用具
多媒體、課件、教科書、黑板、粉筆
五、課時安排
1課時
六、教學過程
導入:在前面的學習中,我們認識了細胞這個基本的生命系統(tǒng)的物質成分,從今天開始,我們將進一步認識細胞這個基本的生命系統(tǒng),我們來認識由水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸組成的一個有機整體——細胞的基本結構。
大家對于細胞應該有了一定的認識——我們在初中學習過,在前面的實驗中我們也曾經(jīng)觀察過一些細胞。
T:你認為細胞最外面的結構是什么?
S:……(學生發(fā)言:脫口而出的同學可能往往回答細胞膜;略有思考的同學回答細胞壁;比較嚴謹?shù)耐瑢W會回答“植物細胞的最外層是細胞壁,動物細胞的最外層是細胞膜”,等)(教師點評后總結,注意點評學生的思維習慣)
T:動物細胞沒有細胞壁,而像植物、真菌、細菌等生物,細胞往往具有細胞壁。植物細胞的細胞壁,主要成分是纖維素和果膠,它們沒有生命活動的特殊功能,主要是對植物細胞有支持和保護作用。而對于真菌和細菌的細胞壁與植物不同,我們在以后的學習中會逐步了解。
然而我們今天要重點討論的話題不是細胞壁,因為我們將討論的是“系統(tǒng)的邊界”,系統(tǒng)的邊界是什么?這里的答案就只有一個:細胞膜。
因為,我們這里指的“系統(tǒng)”是:生命系統(tǒng)!在組成細胞的結構中,具有生命活性的結構是細胞膜、細胞質和細胞核,而細胞壁并沒有像它們這樣的生命活性。這里的“生命活性”可能對大家還比較抽象,不過隨著我們對細胞膜等功能的深入,你就會慢慢了解。
。ò鍟杭毎ぁ到y(tǒng)的邊界)
T:對于細胞膜作為系統(tǒng)的邊界,同學們有沒有這方面的感性認識?也就是說你能不能列舉出一些證據(jù)來證明細胞膜這個系統(tǒng)邊界的存在?
S:直接借助光學顯微鏡、電子顯微鏡觀察得到。
T:很好,電子顯微鏡可以看清楚細胞膜的存在,光學顯微鏡雖然不能看見細胞膜,但是卻能夠清楚的觀察到細胞與外界環(huán)境是有界限的。
除了這樣的直接觀察,我們還能不能通過一些其他的感受間接感知細胞膜的存在呢?
。ㄓ靡曨l的方式介紹科學家進行顯微探針感受阻力的實驗:一開拓學生的實驗思路;二激發(fā)學生興趣)
用顯微注射器將一種叫伊紅的物質注入變形蟲體內,顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),伊紅會很快的擴散到整個細胞,卻不能很快逸出細胞。
另外,我們還可以在顯微鏡下看到:用微針觸碰細胞表面時,細胞表面有彈性,可伸展;用微針插入細胞內,細胞表面有一層結構被刺破;如果細胞表面結構受損面過大,細胞會死亡。
過渡:通過剛才的實驗,我們也可以看到,當細胞膜被破壞的時候,細胞也就死亡了。這說明了細胞膜對于生命系統(tǒng)來講,是非常重要的。那么,細胞膜有哪些重要功能呢?
。▽W生活動)閱讀課本42頁內容,聯(lián)系生活經(jīng)驗,理解細胞膜的功能。
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。ㄕ垖W生發(fā)言,讓他們結合生活經(jīng)驗,解釋細胞膜的功能,教師適時點評)
S:細胞膜將細胞與外界環(huán)境分隔開。(板書)
只有這樣,細胞才能獲得一個相對比較穩(wěn)定的內部環(huán)境,才能減小受到的各種外部干擾,才能正常的進行各種代謝活動。這就好比我們的學校的圍墻,班級的墻壁,如果沒有這些,喧囂的街道,隔壁班級的活動直接影響到我們班級同學的學習,那么,我們的學習不可能正常進行。
S:……
T:同學們的比方非常形象。作為生命體,要保證自身代謝順利進行,一個相對獨立的內部環(huán)境何等重要;有了細胞膜,這個邊界將細胞與外界環(huán)境分隔開,細胞內才能保持各種理化性質的相對穩(wěn)定,才可能具備代謝的正常條件。也正因為如此,在生命的起源過程中,科學家把“原始界膜”的形成作為生命演變中的重要階段,具有了原始界膜后,才使得原始生命的誕生成為可能!
S:細胞膜能控制物質進出細胞。(板書)
既然細胞膜是細胞的邊界,這就好像皮膚是我們人體的邊界一樣,我們的皮膚可以阻止一些病毒、細菌等進入我們體內,細胞膜也應該有類似的功能。
S:……
T:這個類比是比較恰當?shù)摹τ诩毎つ芸刂莆镔|進出細胞這一點功能,我們將在第四章會有更加詳細的學習,現(xiàn)在需要大家先了解細胞膜具有選擇性的允許細胞需要的營養(yǎng)物質進入,而細胞不需要的,或者對細胞有害的物質就不容易進入細胞。細胞膜的這樣一種生理功能我們稱之為“選擇透過性”。不過選擇透過性只有活的細胞的細胞膜也具有,細胞死亡,這種選擇透過性就喪失了。
記得在我們初中的學習中,我們通過實驗的方法來檢驗玉米的種子是否還具有萌發(fā)的活性(也就是說玉米種子是否還是活的),也就是利用細胞膜的這點特性。下面給大家如下材料,請你設計實驗來檢驗這些玉米種子是否還能萌發(fā)。
。ㄍ队埃┎牧希河衩追N子,紅墨水,鑷子,刀片,培養(yǎng)皿,燒杯,酒精燈。
。▽W生思考、討論、發(fā)言)
。ㄍ队埃┓椒ú襟E:
1、將玉米種子放在20-25℃的溫水中浸泡36h。
2、取20粒已經(jīng)泡漲的種子,將其中的10粒放在沸水中煮5min后,冷卻,作為對照的實驗材料。
3、分別取煮過和未煮過的玉米種子放在培養(yǎng)皿中,用刀片沿胚的中線縱向切開籽粒,用稀釋20倍的紅墨水浸泡(以沒過種子為宜)。2min后,倒去紅墨水,用水沖洗籽粒數(shù)次,直到?jīng)_洗液無色為止(洗去浮色)。
4、觀察籽粒中胚的顏色。
。ㄍ队埃┙Y果預期:
未煮過的籽粒的胚細胞未被染成紅色;煮過的籽粒的胚細胞被染成紅色。
(胚細胞被染紅說明了胚細胞的細胞膜失去了選擇透過性,也就說明胚細胞死亡,不再具有萌發(fā)活性)
S:細胞膜進行細胞間的信息交流。(板書)
細胞作為一個個體的基本組成單位,對于一個個體來說,生活在外界環(huán)境中,與周圍的環(huán)境關系密切,不斷地與外界環(huán)境發(fā)生著物質和信息的交流。構成個體的細胞也應該是這樣的,只有這樣,細胞才能聯(lián)合起來組成能行使同一功能的組織,再構成器官……而細胞之間的信息傳遞,應該就是考系統(tǒng)的邊界——細胞膜。
T:(放映有關細胞間進行信息傳遞的動畫、圖片等,同步解說)
在多細胞生物體內,各個細胞都不是單獨存在的。它們必須保持功能的協(xié)調。這種協(xié)調不僅依賴于物質和能量的交換,也有賴于信息的交流。這種信息的交流大多與細胞膜的結構和功能有關。
細胞間進行信息交流的方式:1靶細胞(胰島素與靶細胞)2細胞間信息的傳遞(精子與卵細胞結合)3相鄰兩個細胞通過通道進入另一個細胞(高等植物細胞的胞間連絲)
過渡:通過剛才的學習,可以看到細胞膜的功能對于一個細胞的正常運作是必需的;當然細胞膜的功能除了上述介紹的三點,還有一些其他的功能,這個問題大家可以在課下查找資料,也可以在后面的學習中逐漸了解,總結。
我們知道有什么樣的結構才可能具有什么樣功能,功能與結構是相統(tǒng)一的,那么,細胞膜具有什么樣的結構才能完成上述的功能呢?
鑒于細胞膜的結構我們還會在第四章詳細學習,我們這里主要來研究細胞膜的組成,看看完成細胞膜功能的是靠細胞膜上的哪些成分來完成的。
(板書:細胞膜的成分)
T:我們要分析細胞膜的成分,首先要獲得細胞膜。那么,怎樣獲得比較純凈的細胞膜呢?
請大家閱讀課本40頁-41頁的實驗:體驗制備細胞膜的方法,完成下面幾個問題的思考。
(板書:體驗制備細胞膜的方法)
問題:1、選用植物細胞好不好?
2、為什么選用哺乳動物成熟的紅細胞?
3、細胞破裂后,怎樣分離出比較純凈的細胞膜?
4、歸納實驗的原理。
。▽W生進行實驗體驗,教師指導,后進行點評總結)
S:……
T:我們利用動物細胞在蒸餾水中會吸水漲破,細胞內的物質就會流出來,從而獲得細胞膜。再由于哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核以及其他膜結構的細胞器,所以,可以避免其他膜的干擾。最后利用離心的方法將細胞膜與細胞內的其他物質分離開來,獲得比較純凈的細胞膜。
T:現(xiàn)在細胞膜的提取過程大家已經(jīng)體驗過來,接下來的工作就是分析細胞膜的成分有哪些?怎么分析呢?
借助現(xiàn)在的科學技術手段,我們大可以通過先進的儀器分析得知,但是我們手頭上沒有大家能利用的儀器。我們有什么呢?請大家看下面的資料,來分析一下細胞膜的成分。
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1.發(fā)現(xiàn)脂溶性的小分子,例如酒精、甘油等很容易通過細胞膜;
2.如果用脂質溶劑處理細胞,發(fā)現(xiàn)細胞膜被溶解;
3.如果用蛋白酶來處理細胞,發(fā)現(xiàn)也能破壞膜結構。)
(學生討論、發(fā)言)
S:……
S:(歸納總結)細胞膜的成分中含有脂質和蛋白質。(板書)
T:好,大家一起來看課本,享受已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的研究結果:細胞膜主要由脂質和蛋白質組成。此外,還有少量的糖類。其中脂質約占細胞膜總量的50%,蛋白質約占40%,糖類占2%-10%。在組成細胞膜的脂質中,磷脂最豐富。
通過這則資料,其實也告訴大家了一種研究物質組成成分的方法:酶解法。
我們在各種膜的研究中還發(fā)現(xiàn),功能越復雜的細胞膜,其蛋白質的種類和數(shù)量就越多。這也和我們前面了解的蛋白質的功能是相一致的:蛋白質是生命活動的主要承擔者,細胞膜的功能中也少不了蛋白質的一份!我們也將在后面章節(jié)的學習中,越來越多地了解細胞膜的各種成分在其功能中的具體作用。
T:好,這節(jié)課我們就進行到這里。
七、課后反思
對于這節(jié)課的內容,雖然有問題探討、有實驗,但是基于學生的生物學基礎,還不能很大程度的實現(xiàn)自我探究。就像“問題探討”中的問題,我認為有一些超出了學生的知識認識水平,所以,我采用提供一些直觀的資料,再由學生進行體驗,進行總結。
整節(jié)課我認為最重要的就是要實現(xiàn)學生能夠積極的參與進入老師的話題中,能夠緊緊跟上老師的腳步,其中,最關鍵的就是要有學生自己的思考,不過,我想這樣的思考多數(shù)學生都可以,但是怎樣讓全部的學生都能夠做到這樣,還需要不斷的探討,這也包括課堂上的教師的積極課堂感染。
一堂課,是不是都是學生活動就成功了?我認為不!不管是傳統(tǒng)的,還是新課改,不管采用哪種教學方式,思維的引導很重要:我覺得只要課堂上,能夠使學生養(yǎng)成生物學的思考習慣就達到目的了,教是為了不教,就是要讓學生有自己的分析問題的能力。
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