第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜——系统的边界
[教材分析]
本章通过前言部分，把组成细胞的分子与细胞的结构联系起来，然后由外而内分析细胞各部分结构特点与其功能的适应性。本节主要介绍细胞膜的成分和细胞膜的主要功能两方面的内容。关于细胞膜是如何提取的以及其成分是如何分析出来的，教材安排了“体验制备细胞膜的方法”的实验。这个实验的目的，不仅是让学生亲自动手，练习制备细胞膜，更重要的是让学生体验实验材料的正确选择对于科学研究的重要性，以及制备细胞膜的方法中所蕴涵的科学原理。关于细胞膜的组成成分，教材只述及了分析结果，要求学生记住结论即可。
细胞膜作为细胞系统的边界，其多种多样的功能，教材用学生能够理解的语言，采用类比、打比方等手法，深入浅出地介绍了“将细胞与外界环境分隔开” “控制物质进出细胞” “进行细胞间的信息交流”等几种主要功能。至于其他功能，则以开放的处理方式，鼓励有兴趣的学生自己去探究。在介绍完细胞膜之后，还提到了植物细胞壁的化学组成和生理功能。
[学情分析]
学生在“使用高倍镜观察几种细胞”时，已经知道细胞与细胞之间是有“界限”的，因此可根据学生的学习经验进行“问题探讨”，让学生了解细胞膜这种结构的存在。
在第2章的学习中，学生已经知道了蛋白质、糖类、脂质是重要的化合物，但是对于这些物质的存在位置并不清楚，因此在本节的教学中，应指导学生将细胞的物质组成与细胞的结构有机的联系起来，对细胞形成系统的认识，巩固前面所学知识，并为以后的学习奠定基础。
关于细胞膜的功能，比较抽象，可利用多媒体播放一些资料，便于学生理解。
一、教学目标
（一）知识与技能
1、简述细胞膜的成分和功能。
2、临时装片的制作和显微镜的熟练操作。
（二）过程与方法
1、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，学会调整视野与选择观察的能力。
2、通过设计和分析实验，培养学生的科学探究能力。
（三）情感态度与价值观
1、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，初步形成结构与功能相适应的观点，树立辩证唯物主义观点。
2、通过体验科学探究的一般方法和过程，逐步建立勇于实践的科学精神和实事求是的科学态度；分析推理、知识的建构和迁移的能力有所长进。
二、教学重点
1、细胞膜的成分和功能。
2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
三、教学难点
1、用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。
2、细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
四、课时安排 一课时
五、教学方法 以讲授法为主，结合讨论法
六、教学用具 实验用具，多媒体设备等
七、教学过程设计
（一）导入：指导学生阅读章首语，了解细胞是一个统一的整体。进入第一节的内容，指导学生看图，思考并讨论两个讨论题，得出细胞膜是系统的边界这个结论。
教师：看了显微镜下未经染色的细胞，我们该怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞？光学显微镜下能看见细胞膜吗？
学生思考讨论并给出答案，教师结合学生的答案，得出：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以看到细胞的不同层面。由于植物细胞的细胞膜紧贴着细胞壁，所以在光学显微镜下看不见细胞膜，但是在动物细胞中依然能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的，这个界限我们判定就是细胞膜。
教师：那科学家是如何确定细胞膜的存在的呢？
学生分组讨论并给出他们的设想，然后教师结合学生的回答，再用实例说明：用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞。鸡蛋的卵黄部分就是一个细胞，轻轻触碰完整的卵黄表面，可以感觉到有一定的弹性，用尖锐的东西将其刺破后，里面的物质就流出来了，说明其表面存在一层膜结构，科学家就是根据这些判定存在细胞膜的。
（二）新课内容：
1、细胞膜的成分
（1）实验：制备细胞膜的方法（详见P40）
本实验课标未做要求，所以可以不讲，或者可带学生简单了解。
（2）指导学生阅读课本细胞膜的成分部分，教师列举多种细胞膜的研究结果，再总结：细胞膜的成分主要是脂质（约50%）和蛋白质（约40%），还有少量的糖类（约2%-10%）。其中脂质主要是磷脂，糖类都是通过化学键与脂质或蛋白质结合成糖脂或糖蛋白，分布在细胞膜的外表面。
各种膜的基本成分表（质量分数%）
成分
髓鞘
红细胞膜
肝细胞膜
心肌线粒体
叶绿体片层
大肠杆菌
蛋白质
22
60
60
76
50
75
总脂类
78
40
40
24
50
25
并结合课本的“与生活的联系”：细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白（AFP），癌胚抗原（CEA）等物质。总结得出：蛋白质和细胞膜的关系──蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。下面我们就来看看细胞膜有什么功能。
2、细胞膜的功能
利用多媒体将“控制物质进出细胞”和“细胞间进行信息交流”的视频图像展示给学生，让学生结合课本P42的图3-2，进一步理解细胞膜的功能。然后，结合细胞膜的化学成分与其功能的关系，使学生对其如何行使功能有更好的理解，再总结归纳出细胞膜的三大功能。
①将细胞与外界环境分隔开：细胞膜的出现使各种生物大分子集中到一个相对稳定的微环境中，保障了细胞内部环境的相对稳定，从而使学生对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”有更好的理解。
②控制物质进出细胞：细胞膜具有一定的通透性，也就是说具有选择性透过的能力。可以有选择性地让物质进出细胞，包括代谢底物的进入和代谢产物的排出。为便于学生理解，可类比“窗纱”，把害虫挡在外面，又能让空气进来。对一些非己的物质有排斥性，但当非己成分进入细胞后，就导致疾病了。
③进行细胞间的信息交流：多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会。各个细胞不是孤立的存在，而是保持着信息的交流和功能的协调。大多数细胞膜上存在激素的受体（一种能够识别和选择性结合某种配基的大分子，与配基结合后，产生物理或化学信号，以启动一系列过程，最终表现为生物学效应，如神经细胞传递兴奋等）、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点，所以细胞膜可以有选择性的与一些细胞结合，在激素作用、免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要作用。好比现在的通讯工具，把两个细胞联系起来，进行沟通交流。
结合P42的图3-2讲解信息交流的几种主要的方式。
①细胞分泌的化学物质与靶细胞的细胞膜表面的受体结合。细胞识别非己成分是通过细胞膜来进行的。许多免疫反应，即抗原与抗体的结合就是在细胞膜上进行的。
②相邻两个细胞的细胞膜接触，可以传递信息，也是细胞识别自身和异己物质的一种方式。
③相邻两个细胞之间形成通道，供携带信息的物质在两个细胞间交流。植物细胞具有细胞壁，但其具有胞间连丝这种结构，也有信息交流的作用。好比两个细胞之间搭了一座桥。
然后请学生思考：除了上面提到的几种功能外，细胞膜还可能具有哪些功能？然后结合学生的回答，总结得出：细胞间的识别，连接和通讯，信号转导等功能。
细胞膜的这些功能与它的结构密切相关，在第四章我们将会深入学习细胞膜的功能和结构相适应的关系。
3、植物细胞的细胞壁
在植物细胞外面还有由细胞分泌的纤维素和果胶等物质构成的细胞壁，它对细胞具有支持和保护的作用，同时还能防止细胞涨破，保持细胞的正常形态。
举例：用纤维素酶和果胶酶把细胞壁去掉后，它就会象红细胞一样吸水涨破。
（三）课堂巩固练习
1、细胞膜的化学成分：主要由___________和___________组成，还有少量的________ ___。
2、细胞膜的功能主要是：________ ___、________ ___、________ ___。
3、细胞膜的透性是________ ___，细胞壁的透性是________ ___。
4、植物的细胞壁的功能是________ ___。
（四）课堂小结
无论植物细胞还是动物细胞，其原生质的最外层都是细胞膜。提取细胞膜通过显微镜观察并进行化学成分的分析得知，细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子构成。细胞膜的生理功能主要包括保护作用。信息传递作用以及进行细胞内外的物质交换等。
（五）作业
课本P43的练习
七、板书设计
第3章 细胞的基本结构
第1节 细胞膜-----系统的边界
一、细胞膜的成分
脂质（约50%）、蛋白质（约40%）、糖类（约2%-10%）
二、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：半通透性（选择性透过）
3、进行细胞间的信息交流
①细胞分泌的化学物质与靶细胞的细胞膜表面的受体结合
②相邻两个细胞的细胞膜接触
③相邻两个细胞之间形成通道，供携带信息的物质在两个细胞间交流
三、植物细胞壁
化学成分：纤维素、果胶
功能：支持和保护
透性：全通透
第三章细胞的基本结构
第一节 细胞膜——系统的边界（2课时）
教学目标
1.简述细胞膜的成分和功能
2.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。
3.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。
教学重点
（1）细胞膜的成分和功能。
（2）细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
教学难点
（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。
（2）细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。
教学过程：
教学内容
教师活动
学生活动
引入
提出问题：生物体都一个共同的特点，身体与外部的环境总是怎么样的？
细胞作为生命活动的基本单位，也有结构使细胞和外界隔绝开来，那就是细胞膜。（可以提出问题让学生思考，为什么是细胞膜而不是细胞壁）如何在显微镜下区别细胞和气泡？
问题探讨
1.提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一个立体的结构，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。
2.提示：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。依据的实验事实主要有：进入活细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；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；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。
回答问题（生物体和外部环境是隔绝开来，体内体外的物质不能随意进出）
细胞膜的成分
（幻灯片展示哺乳动物红细胞膜各种成分含量），细胞膜的主奥成分是蛋白质和脂质，磷脂最丰富。蛋白质的作用和糖类的作用
制备细胞膜的方法（吸水胀破，使细胞内的物质流出来）
选材：人和其他哺乳动物成熟的红细胞（没有细胞核和众多细胞器）
过程：制作临时装片→显微镜观察→获取细胞膜（从盖玻片一侧滴一滴蒸馏水，用吸水纸从另一侧吸引）→观察
实验过程中的注意事项：盖盖玻片时，防止产生气泡；吸水时小心操作，以免把细胞吸走；边操作边观察；均在载物台上操作。
如果上述实验在试管里进行,细胞破裂后应该需用什么方法才能获得较纯的细胞膜：
采用不同转速离心将细胞膜与其它物质分开。
细胞膜的成分：脂质（磷脂最多） 50%；蛋白质 40%；糖类 2%-10%
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
细胞膜的功能
将细胞与外界环境分割开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流：肾上腺素对心脏细胞的影响、精卵识别、敌我细胞识别；胞间连丝（最好找到图片）。
细胞壁
植物细胞才有，是区分动植物细胞的主要依据。成分是纤维素和果胶。作用：支持和保护
练习
基础题
1.C。? 2.A。? 3.C。
拓展题
1.提示：把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有容许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地在起作用。
2.提示：“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。
教学反思
