《细胞膜——系统的边界》教案
《教学目标》
1．知识目标：简述细胞膜的成分和功能
2．能力目标：
（1）尝试制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法
（2）运用显微镜观察和制作临时装片
3. 情感目标：探讨问题并分析实验结果，养成科学探究的能力
《教学重点难点》
1．教学重点：
（1）细胞膜的成分和功能
（2）实验技能的巩固提高
2．教学难点：
（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
《教学方法》
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳
《课时安排》
1课时
《教学过程》
导入：同学们都知道我国的地图像一只雄鸡，这只雄鸡是靠什么来圈定的呢？
那就是边界，我们称之为国界线。国与国之间有国界，海洋与陆地之间有海岸线。边界对于一个系统来说是至关重要的，细胞作为一个生命系统，它有没有边界？
细胞作为一个完整的系统，它有边界。其边界就是细胞膜。接下来我们就来学习
第三章 第一节 细胞膜——系统的边界
问题探讨：
展示图片，创设问题情境
1. 请尝试说出图中哪些是气泡？哪些是细胞？并讨论能否在显微镜下看到细胞膜？
气泡：中间光亮，里面只有空气，边缘颜色较深。
细胞：具有细胞膜、细胞核和细胞质，而且是一个立体结构，在显微镜下通过调节焦距
可以观察到细胞的不同层面。
光学显微镜下不能看到细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。
2. 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？21教育网
实验事实：
（1）用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展……21cnjy.com
（2）鸡蛋的卵黄部分就是一个细胞，轻轻碰触完整的卵黄表面，可以感受到它有弹性，用尖锐的物体挑破它，黄色的浆液就流散出来。也就是说，那层包裹着黄色浆液的透明薄膜就是细胞膜了。21·cn·jy·com
我们可以看到，当细胞膜被破坏时，细胞也就死亡了。这说明细胞膜对于生命系统来讲是非常重要的。那么细胞膜有哪些重要功能呢？有一句话说得好，结构和功能是相适应的，要了解细胞的功能，首先要想办法获取细胞膜。下面我们就结合实验体验一下细胞膜的制备。
（一）细胞膜的制备
首先，我们应该确定合适的实验材料。对于一个实验来说，合适的实验材料是试验成功
的关键。（展示图片）
1. 选材：
上面哪一种细胞比较适合提取细胞膜？请尝试说出原因？
学生讨论后确定：红细胞。原因是没有细胞壁，没有细胞核和众多的细胞器。
2. 原理：
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？细胞太小了，这些方法不可行。2·1·c·n·j·y
（课件展示红细胞在不同溶液中的图片）
21世纪教育网
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？
细胞内的物质具有一定的浓度，将细胞放入清水，水会进入细胞。细胞吸水多了会怎么样呢？
就好像吹气球一样，越吹越大，最后将细胞涨破，细胞内容物流出，从而得到细胞膜。
3. 材料用具
红细胞是从哪儿获得呢？我从较远地方采集到血液以后，回来以后发现不能使用了，你知道为什么吗？怎么解决这个问题呢？【来源：21·世纪·教育·网】
新鲜的血液非常黏稠，为了便于观察，需要对血液进行稀释，用什么溶液呢？
（1）血液（猪、牛、羊等）容易凝固。要解决这个问题需要加入抗凝剂。
（2）用生理盐水稀释。质量分数为0.9%的氯化钠溶液，正式人体细胞所处液体环境的浓度，所以叫生理盐水，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。
4. 实验步骤
（1）制作装片：滴一小滴稀释液在载玻片上，盖上盖玻片。
（2）观察：显微镜（低倍到高倍镜）
（3）滴蒸馏水：在盖玻片一侧滴一滴蒸馏水，同时在另一侧用吸水纸吸引
（4）结果：凹陷消失，细胞体积增大，很快细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜
我们可以看到41页的两张光镜照片。注意，一整个黄色的与安全是你观察的视野，红细胞是视野里的小圆圈。图二显示一部分细胞吸水涨破了，小黑点就是涨破后的细胞不会反光造成的。21·世纪*教育网
讨论：
如果上述实验是在试管里进行，细胞破裂，还需要用什么方法才能获得较纯的细胞膜？
细胞破裂后，细胞膜和细胞质混合着，细胞膜和细胞质中的其他结构密度不一样。采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开。如果没有离心机的话，我们还可以采取静置的方法。2-1-c-n-j-y
（二）细胞膜的成分
现在我们已经制备了较纯净的细胞膜，现在我们就来研究细胞膜的成分。首先我们一起看看科学家们的研究历程。 21*cnjy*com
资料一：
1859年，欧文顿选用500多种化学物质对植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，不容易穿过膜。
你从以上实验中能得出什么结论？
在化学上有一个理论叫相似相溶，意思是说结构成分相似的物质可以相互混溶，也就是说细胞膜的组成成分中含有脂质。那细胞膜中的脂质主要是哪一类物质呢？
磷脂，前面已经学习过了：磷脂是细胞膜的重要成分。
资料二：
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？
细胞膜的组成成分中还含有蛋白质。
细胞膜的成分是否只有磷脂和蛋白质？还含有少量的糖
上述科学实验的研究发现，细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类。脂质约占50%，蛋白质约占40%，糖类约占2%—10%。www.21-cn-jy.com
其中脂质以磷脂含量最为丰富，蛋白质在细胞膜行使功能时起到重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。【出处：21教育名师】
到这里我们已经一步步地揭开了细胞膜的神秘面纱。细胞膜可以作为一个细胞系统的边界，他到底有哪些功能呢？www-2-1-cnjy-com
（三）细胞膜的功能
1. 将细胞与外界环境分隔开。
细胞膜作为系统的边界，它的最明显的功能是分隔作用。将细胞膜与外界分隔开，保持了相对稳定的细胞内部环境。我们可以把细胞膜形象地比喻为学校的围栏，把外面的喧嚣隔开了，让你们在一个安静舒适的环境下学习和生活。我们知道，生命起源于原始的海洋，原始海洋中有机物逐渐聚集并相互作用，演化出原始的生命。而在这个过程中，膜的出现至关重要。它使生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的生命系统。
2. 控制物质进出细胞。
细胞膜的第一个功能是否说明细胞就不与外界进行物质或能量的交换了？
不是，大家可以想想海关或边防检查站等，对于进出口的人和物品是不是都要进行严密的把关和检查？违禁物品、毒品等能不能入境？学校有校章能进，没有的能不能进来？细胞膜控制物质的进出也是一样的道理，细胞需要的营养物质可以进入，不需要或者对细胞有害的物质“不容易”进入细胞，比如抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外，但是细胞内的核酸等重要成分却不会流失到细胞外。
这个功能与细胞膜的选择透过性是相适应的，关于细胞膜的结构和性质后期我们会详细学习。
估计有同学会想，既然细胞膜能够控制有害物质的进出，我们是不是就不会生病了呢？
当然不是，细胞膜的控制作用也是有限的，是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入。有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。【版权所有：21教育】
3. 进行细胞间的信息交流。
在日常生活中，大家都是通过哪些途径和别人交流的呢？那生物体作为一个繁忙有序的细胞社会，每个细胞都不是孤立存在的。其实，细胞核细胞之间也有它们的秘密语言，它们也有交流。细胞膜就是细胞间交流的“信号转换站。”21教育名师原创作品
前面为什么不选择植物细胞作为实验材料？
因为植物细胞具有细胞壁，它的化学成分是纤维素和果胶，对植物细胞有支持和保护作用。另外，细菌也有细胞壁，但成分是肽聚糖。【来源：21cnj*y.co*m】
既然植物细胞有细胞壁，为什么职务细胞不把细胞壁作为它的边界呢？
主要是因为细胞壁不具备细胞膜那样的功能，不能控制物质进出，不能进行信息交流，细胞壁的性质是全透性。
小结：板书设计
（一）细胞膜的制备
1. 选材：哺乳动物成熟的红细胞
（1）无细胞壁 （2）无细胞核和众多细胞器
2. 原理：渗透作用使红细胞吸水涨破
3. 实验步骤
（二）细胞膜的成分:
1. 脂质（主要是磷脂） 2. 蛋白质 3. 糖类
（三）细胞膜的功能：
课堂训练
1. 在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是 （ D ）
A. C、H、O B. C、H、O、P C. C、H、O、N D. C、H、O、N、P21世纪教育网版权所有
2. 动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中( C )
A. 脂质不同 B. 磷脂不同
C. 蛋白质不同 D. 水不同
3. 下列关于人体成熟红细胞的叙述中,不正确的是( D )
A. 细胞中没有染色体 B. 细胞中没有DNA
C. 细胞中没有细胞核 D. 细胞中含有线粒体和内质网
4. 能使植物细胞壁和细胞膜结构均被破坏的一组酶是( B )
A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶 B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶 D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶
《细胞膜——系统的边界》课时训练
一、选择题
1. 以下没有细胞壁的是( )
A．大肠杆菌 B．酵母菌
C．红细胞 D．根尖细胞
2. 下列关于细胞的叙述，正确的是( )
A．细胞膜功能的复杂程度主要取决于膜蛋白质的种类和数量
B．能发生碱基互补配对行为的细胞结构有细胞核、核糖体和高尔基体
C．原核生物无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量
D．基因突变和基因重组主要发生在有丝分裂的间期
3．在制备细胞膜的实验中，为获得新鲜的红细胞稀释液，向血液中加入的液体是( )
A．生理盐水 B．质量分数为12.5%的氯化钠溶液
C．蒸馏水 D．质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液
4. 脂类物质能够优先通过细胞膜，这是因为( )
A．细胞膜以磷脂双分子层为基本支架
B．细胞膜上有搬运脂类物质的载体蛋白质
C．细胞膜外表有一层糖蛋白
D．磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动
从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林
或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是( )
糖脂 B．磷脂
C．糖蛋白 D．脂蛋白
6. 下列物质中，构成细胞膜结构的重要物质是( )
A．核糖 B．磷脂
C．纤维素 D．脂肪
7．动物细胞和植物叶肉细胞的功能差异较大，其主要原因是构成细胞膜的成分中( )
A．脂质不同 B．磷脂不同
C．蛋白质不同 D．水不同
8．细胞膜将细胞与外界环境分隔开的作用不包括( )
A．保障了细胞内部环境的相对稳定
B．将生命物质与外界环境分隔开
C．使细胞成为相对独立的系统
D．使细胞内物质不能流失到细胞外，细胞外物质不能进入细胞内
取两种不同的海绵动物，使其细胞分散成单个状态，然后掺在一起混合培养，发现只有
同种的细胞才相互结合。这可以作为细胞膜哪一功能的典型例子( )
A．细胞识别 B．免疫 C．控制物质进出 D．排泄
10．苋菜细胞的液泡中含有呈紫红色的花青素。将苋菜的叶片切成小块后放入水中，水的颜
色无明显变化，若进行加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红，其原因是 ( )
A．细胞壁在加温后受到破坏
B．水温升高，花青素的溶解度加大
C．加热使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的功能
D．加热使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜
二、填空题
11. 为获得较纯净的细胞膜，以研究其结构与功能，请完成下列实验分析并回答相关问题。
（1）最好选取人体哪种细胞做实验( )
A．成熟红细胞 B．神经细胞 C．白细胞 D．口腔上皮细胞
（2）你选择该材料的原因是__________________________________________。
（3）将选取的材料放入________中，一段时间后细胞将破裂。
12. 细胞膜主要由 _________ 和 _________ 组成。此外，还有少量糖类。
13. 在组成细胞膜的脂质中，_________ 最丰富(占总脂量的55%—75%)。
14. 正常细胞癌变后，细胞膜上产生 _____________ 和 _____________ 等物质，以此可以
作为细胞是否癌变的指标之一。
15. 植物细胞壁的成分主要是 __________ 和 ___________。
《细胞膜——系统的边界》课时训练参考答案
一、选择题
1. 答案：C
解析：红细胞是动物细胞，没有细胞壁。
答案：A
解析：细胞膜功能的复杂程度主要取决于膜蛋白质的种类和数量。
答案：A
解析：注意题中只是得到红细胞的稀释液，而不是使红细胞破裂或皱缩；在质量分数为
12.5%的氯化钠溶液和质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液中，红细胞都会失水皱
缩，在蒸馏水中红细胞则会吸水涨破；生理盐水的溶液浓度与红细胞细胞液浓度
相当，红细胞能维持正常的形态。
4. 答案：A
解析：在化学上有一个理论叫相似相溶，意思是说结构成分相似的物质可以相互混溶，
也就是说细胞膜的组成成分中含有脂质。而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
5. 答案：C
6. 答案：B
解析：细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，此外还有少量糖类。脂质约占50%，蛋白质
约占40%，糖类约占2%—10%。
7. 答案：C
解析：蛋白质在细胞膜行使功能时起到重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类
和数量越多。
答案：D
解析：细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，成为相对独立的系统，保障了细胞内部环
境的相对稳定，细胞膜还能控制物质进出细胞，细胞需要的营养物质可以从外界
进入细胞内，细胞不需要的或者对细胞有害的物质不容易进入细胞内。
答案：A
解析：细胞膜上的糖蛋白与细胞膜的识别作用有关。细胞膜之间的互相识别，是相邻的
两种细胞的细胞膜接触，信息就从一个细胞传递给另一个细胞，所以细胞膜的识
别作用也是细胞之间信息交流的一种方式。
答案：C
解析：高温将细胞杀死，细胞膜、液泡膜丧失控制物质进出的功能。
二、填空题
11.（1）A
（2）成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器
（3）蒸馏水
12. 脂质、蛋白质
13. 磷脂
14. 甲胎蛋白、癌胚抗原
15. 纤维素、果胶
课件30张PPT。国
界
线细胞与细胞之间的边界是什么？第三章 第一节
细胞膜——系统的边界区分图中的细胞和气泡，
它们有什么不同？光学显微镜下
的动物细胞①②③④⑤ 这层神秘的屏障是由什么物质组成的？ 1. 选材：√细菌蓝藻植物细胞动物细胞酵母菌不具有细胞壁 没有细胞核
内部结构没有膜动物细胞的细胞核和 许多内部结构也有膜 有没有结构更简单的动物细胞呢？相关信息: 在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐
退化，并从细胞中排出，为能携带氧的血红蛋白腾、出空间。
人的红细胞只能存活120天左右。这层神秘的屏障是由什么物质组成的？ 1. 选材：哺乳动物的成熟红细胞（1）无细胞壁
（2）无细胞核和众多的细胞器如何利用细胞获取细胞膜呢？应当用什么办法来获取细胞膜？镊子？针？细胞太小了。0.9％NaCl 溶液中0.5％NaCl 溶液中清水中（生理盐水）人的正常 红细胞吸水膨胀吸水过多涨破这层神秘的屏障是由什么物质组成的？ 1. 选材：哺乳动物的成熟红细胞（1）无细胞核和众多的细胞器（易制得纯净的细胞膜）
（2）无细胞壁（细胞容易吸水涨破）2. 原理：渗透作用使红细胞吸水涨破。3. 材料用具：猪的新鲜的红细胞稀释液。（1）制作装片：（2）观察： （3）滴蒸馏水：（4）结果： 4. 实验步骤：滴一小滴稀释液在载玻片上，
盖上盖玻片。显微镜（低倍到高倍镜）在盖玻片一侧滴一滴蒸馏水，
同时在另一侧用吸水纸吸引凹陷消失，细胞体积增大，
很快细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜正常红细胞涨破的红细胞实验结果： 如果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？讨论： 细胞破裂后细胞内物质流出， 细胞膜和细胞质中的其他结构质 量不一样，可以采用不同转速离 心的方法将细胞膜与其他物质分 开，得到较纯的细胞膜。差速离心法回到153年前………重温细胞膜成分的探索历程（二）细胞膜的成分我们一起看看科学家们的研究历程。 1859年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的
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，不容易穿过膜。●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜你从以上实验中能得出什么结论？相似相溶1. 细胞膜的组成成分中含有脂质。 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？2. 细胞膜的组成成分中还含有蛋白质脂质 50%
蛋白质 40%糖类 2%--10% 细胞膜的功能越复杂，
蛋白质的种类和数量是越多。（主要是磷脂）结构与功能相适应
那么具有以上结构的细胞膜又有那些功能呢？1. 将细胞与外界环境分隔开2. 控制物质进出细胞（1）细胞膜具有选择透过性（2）细胞膜的控制作用是相对的3. 进行细胞间的信息交流控制物质进出细胞营养物质无用的、有害的物质细胞产生的分泌物、废物 控制作用是相对的，例如：有些病毒、细菌 也能侵入细胞，使生物体患病。进行细胞间的信息交流 1.激素 靶细胞靶细胞：接受信号的细胞 受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点例如：精子和卵细胞的识别直接高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。植物细胞壁肽聚糖1、成分：纤维素和果胶
2、功能：支持和保护 细胞壁是全透性的，无生物活性。板书设计一、细胞膜的制备
1. 选材：哺乳动物成熟的红细胞
（1）无细胞壁 （2）无细胞核和众多细胞器
2. 原理：渗透作用使红细胞吸水涨破
3.实验步骤
二、细胞膜的成分:
1. 脂质（主要是磷脂） 2. 蛋白质 3. 糖类
三、细胞膜的功能：
1. 在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基 本元素是 （ ）
A. C、H、O B. C、H、O、P C. C、H、O、N D. C、H、O、N、P
课堂训练2. 动物细胞与植物细胞细胞膜的功能差异较大，其 主要原因是构成细胞膜的成分中( )
A. 脂质不同 B. 磷脂不同
C. 蛋白质不同 D. 水不同3.下列关于人体成熟红细胞的叙述中,不正确的是 ( )
A.细胞中没有染色体 B.细胞中没有DNA
C.细胞中没有细胞核 D.细胞中含有线粒体和内质网4.能使植物细胞壁和细胞膜结构均被破坏的一组酶是
( )
A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶
B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶
D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶
