第三节 细胞膜——系统的边界(黄清亮-教案)

第一篇：第三节 细胞膜——系统的边界(黄清亮-教案)

第一节 细胞膜——系统的边界

撰文者-黄清亮 引课：

细胞的基本结构是细胞膜、细胞质、细胞核（植物细胞细胞膜外层还有一层细胞壁）。（教师在黑板上画出细胞的结构简图），这是我们在初中阶段对细胞结构的认识，看到章节开始部分，翟中和院士说的那句话：我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧！事实上，细胞的结构远比我们想象的要复杂的多，从这节课起，我们将重新来认识细胞的基本结构。教材也是按照细胞结构由外到内来编排的。看到第一节 《细胞膜-系统的边界》。教师讲述：

自1839年施旺提出细胞学说起，17世纪中叶以后的2个世纪中，细胞学说的发展史已经大体完成。但唯独对细胞膜的认识却推迟了近两个世纪。

为什么会这样呢？主要原因还是科学技术条件的限制，因为在普通的光学显微镜下我们是看不见细胞膜的，但在1855年时，耐格里就已经提出了细胞膜这一概念，当时他发现细胞表面有阻碍染料进入的现象，这其实就提示有膜结构的存在。耐格里发现色素透入已损伤和未损伤的植物细胞的情况并不相同。他便通过细胞的渗透特性去研究它的“边界”(他首次把细胞“边界”称为“质膜”)。尽管如此，当时也仅仅是一种假说，随着电子显微镜技术的发展，特别是20世纪50年代，当应用电子显微技术来研究细胞时，才发现细胞的边界膜是一个固体结构的实体，从而证实了细胞膜的存在。请同学们先看到本节开始部分的问题探讨：

1、你怎样区分显微镜中的气泡和细胞？光学显微镜下能看到细胞膜吗？

提示：气泡是光亮的，里面只有空气；细胞则是一个具有细胞膜、细胞质、细胞核的复杂结构，而且是一个立体结构。另外，我们在显微镜下观察装片时，如果下压装片，若是气泡，则会变形；若是细胞，则不会变形。光学显微镜下不能看到细胞膜，但是能看到细胞与外界环境之间是有界限的。

2、科学家用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。请你推测一下，科学家是怎样确定细胞膜的存在的？

提示：进入活细胞的物质，要经过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都将进入细胞；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整个细胞，却不能很快溢出细胞。

一、细胞膜的成分

要研究细胞膜的化学组成，首先要把细胞膜与细胞的其他组分分离开，那么怎样获得细胞膜呢？请同学们看到书上实验：体验制备细胞膜的方法。首要就是选材，请同学们看到大屏幕上几种细胞结构，我们该选择哪种细胞作为实验的材料呢？

选材：使用哺乳动物的成熟红细胞 为什么选择哺乳动物的成熟红细胞？ 原因：（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。

原理：渗透作用使红细胞吸水涨破，差速离心去除细胞内其他物质。实验步骤：（书41页）讨论： 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？（离心）

获得纯净的细胞膜之后，再对其进行研究。

探究

一、在1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。细胞膜也能被蛋白酶分解，这说明了什么？ 根据我们化学中相似相溶原理，细胞膜的成分中含哪类物质？

提示：说明了细胞膜的组成成分中含有脂质。

探究

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）。这又说明了什么？

提示：说明了细胞膜的组成成分中含有蛋白质。

对哺乳动物红细胞膜研究发现，细胞膜的主要由脂质和蛋白质组成。另外，还含少量糖类。这三者含量有所不同，脂质占细胞膜总量50%，蛋白质40%，糖类仅占2%-10%。其中，细胞膜上的脂质主要是磷脂。

二、细胞膜的功能

1、将细胞与外界环境分隔开。

人们普遍认为生命起源于原始海洋，初中的时候也讲过生命的起源，首先是无机小分子产生有机小分子，然后再产生有机大分子，再不断演化成最原始单细胞结构的生物。而膜的出现是至关重要的阶段，是它将生命物质与外界环境分隔开，由此，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。

2、控制物质进出细胞。

这在初中教材中也有所描述，它允许对细胞有用的物质通过，却把对细胞有害的物质挡在细胞外面。当然，这种控制作用是相对的，环境中某些对细胞有害的物质也可能进入，比如，病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。此外，细胞产生的抗体、激素等在细胞内合成之后，要分泌到细胞外，还有细胞代谢产生的废物也要排到细胞外。

3、进行细胞间的信息交流。

对多细胞生物体而言，各细胞并不是孤立存在的，而是彼此联系的，细胞间的信息交流方式多种多样的，请同学们看到书上图3-2 细胞间信息交流的方式举例。除了以上功能，细胞膜还可能具有哪些功能？ 后面的内容为教学参考资料：

细胞膜的功能详解：

（1）分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能；

（2）屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过；（3）选择性物质运输，伴随着能量的传递；

（4）生物功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。（5）物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的砖运动功能实现的，其主要转运方式有以下四种。

1）自由扩散：脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为自由扩散。2）协助扩散：非脂溶性物质在膜蛋白的帮助下，顺浓度差或电位差跨膜扩散的过程，称为协助扩散。协助扩散的三个特点：

1、特异性：记忆中离子通道或载体一般指转运一种物质。

2、饱和性：即当被转运物质增加到一定限度时，转运速率不再随之增加，这是由于离子通道或载体的数量有限的缘故。

3、竞争性抑制：记忆中离子通道或载体同时转运两种或两种以上物质时，一种物质浓度增加，将削弱对另一种物质的转运。4.膜蛋白的分类：1 通道蛋白 2 门通道蛋白 3特化蛋白（通过接触改变自身构象来进行转运）

自由扩散和协助扩散都是顺浓度差进行的，细胞本身不消耗能量，均属于被动转运。3）主动转运：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下，被逆浓度差或逆电位差的跨膜转运过程，称为主动转运。主动运输需要消耗大量热量。

4）入胞和出胞作用：是转运大分子或团块物质的有效方式。物质通过细胞膜的运动从细胞外进入细胞内的过程，称入胞。包括吞噬和吞饮。液态物质入胞为吞饮，如小肠上皮对营养物质的吸收；固体物质入胞为吞噬，如粒细胞吞噬细菌的过程。出胞是通过细胞膜的运动从细胞内派到细胞外的过程。细胞的代谢产物及腺细胞的分泌物都是以出胞作用完成的。5）细胞膜的受体功能：受体是细胞识别和结核化学信息的特殊结构，其本质是蛋白质 1.物质跨膜运输细胞膜是细胞与细胞环境间的半透膜屏障。对于物质进出细。胞有选择性调节作用。

（1）被动运输(passive transport):指物质顺顺浓度梯度转运过程而言，此过程不消耗能量，其交换方式有两种。1）简单扩散（simple diffusion)：O2、CO2及其它脂溶性物质从高浓度侧向低浓度测穿过类脂双层而扩散，不消耗细胞能量。

2）易化扩散（facilitated deffusion）：非脂溶性或亲水性分子，加氨基酸、葡萄糖和 金属离子等借助于质膜上内在蛋白顺浓度梯度或电化学梯度运动，不消耗ATP能量而 使物质分子从高浓度测向低浓度测扩散。

（2）主动运输（active transport):质膜上的载体蛋白将离子、营养物和代谢物等逆电化学梯度从低浓度侧向高浓度侧的耗能运输。所耗能量由具ATP酶活性的膜蛋白分解ATP提供。例如正常生理条件下，人红细胞内K+的浓度相当于血浆中的30倍，但K+仍能从血浆进入红细胞内，Na+浓度比血浆中低很多，但Na+仍由红细胞向血浆透出,呈现一种逆浓度梯度的“上坡”运输。近年来均以“泵”的概念来解释主动运输的机理，机体细胞中主要是通过Na+、K+ _ATP酶和Ca2+_ATP酶构成的Na+和Ca2+泵来完成主动运输。

（3）大分子与颗粒物质的运输：对于蛋白质、多核苷酸和多糖等大分子物质以及颗粒等、是由质膜运动产生内凹、外凸而导出内吞入胞或外吐和出芽而出胞。

1）胞吞作用（endocytosis)：也称人胞作用，质膜四陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹，逐渐成泡，脂双层融合、箍断，形成细胞内的独立小泡。人类和动物的许多细胞均靠胞吞作用摄取物质。根据所摄物理性质的物理性质不同把胞吞作用分为两类：胞饮作（Pinocytosis)由质膜包裹液态物质形成吞饮小泡或吞饮体的过程；吞噬作用（phagocy-tosis)为各种变形 的、具有吞噬能力的细胞所特有，吞噬的物质多为颗粒性的，如微生物、组织掉片和异物等。2）胞吐作用（exocytosis）:旨把细胞内分泌物、突触小泡等有膜结构内的物质排出细胞。当它们与细胞膜接触后，与细胞膜相融合，封闭的膜结构开放，内容物排入细胞外。胞吞作用形成的吞噬体和吞饮泡都可与溶酶体结合，其内容物被溶酶体酶处理，其膜可能以小泡方式重返细胞膜。同样，胞吐活动完成后，细胞膜也可在无明显胞吞活动的情况下形成小泡，将过多的膜返回细胞内部，这样，细胞膜与细胞内膜处于动态的平衡，称为膜再循(recycling of membrane)在此过程中，细胞膜也得到更新。3）受体介导的内吞作用（receptor mediated endocytosis)：在质膜上形成凹陷，当特定大分子与凹陷部位的相应受体结合时，凹陷进一步向胞质回缩，并从质膜上箍断形成有被小泡（coated vesicles)。此后的过程就与内吞小泡进行的过程相同，这种受体介等内吞具有高度选择性，转运速度很快。

4）膜通道运输：通道也称通道蛋白质（channel protein), 是由转运蛋白质组成的含水通道, 能使熔质经扩散过膜，是一种被动转运。通道分两种即持续开放与瞬间开放通道。2.信息跨膜传递 信息跨膜传递是质膜的重要功能。质膜上有各种受体蛋白，能感受外界各种化学信息,将信息传入细胞后，使胞内发生各种生物化学反应和生物学效应。信息传递规律是外源性刺激直接传给膜上受体，经酶的调控产生信号，再激发另一酶的溶性显示出生物学效应。此种反应河分为几条途径：环磷酸腺苷信使途径、环磷酸鸟苷信使途径、磷脂酰肌醇信使途径和Ca2+的信使机制。似上几条途径的详细过程见细胞生物学。

第二篇：细胞膜系统的边界教案

细胞膜——系统的边界教案

教学目标：

1.2.3.1.2.概述细胞膜的成分和功能 体验科学家探索细胞膜的历程

认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞的重要意义 用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法 细胞膜对细胞这个生命系统的重要意义 教学重难点：

教学过程：

这一章，将介绍细胞的基本结构。今天，我们先从细胞膜开始讲起。问题探讨 ：

是否有这样的感受：用显微镜观察细胞，分不出，在视野下的哪个是细胞。问题1：大家以前做实验观察细胞，怎么区分气泡和细胞的，在实验设备只有光镜的情况下，介绍2种科学家辨别出细胞的方法。①细胞比较复杂，有细胞核和一些细胞器

②当然，如果是细胞，它具有立体结构，调节显微镜的焦距可以看到不同的层面

问题2：在没有能明确看到（电子显微镜）细胞膜之前，科学家已经能确定细胞膜存在，他们是如何确定的，介绍一种在实验设备只有光镜条件的创造性实验

PPT展示伊红注入变形虫图片并辅以讲解，最后提问

在以前，科学家用变形虫，一种单细胞生物，做实验，拿一种叫伊红的物质注入体内，发现扩散到整个细胞，同时，不容易逸出，通过这样的实验和现象说明了什么？

意识到有一层边界，就是细胞膜，证明了细胞膜的存在。当然，用针触碰，有弹性也可以感受到细胞膜的存在。

（一）细胞膜——系统的边界

通过对单细胞动物变形虫的研究，我们知道动物细胞存在边界，就是细胞膜。那么植物细胞呢？是不是也有边界，边界又是什么呢？

区分细胞壁不是植物细胞边界的原因。

从细胞壁的成分和功能分析，补充细胞壁的全透性。展示边境图片，边界对于系统的稳定至关重要。

所以，我们说，细胞膜是系统的边界，不论动植物。而系统指细胞这个生命系统的边界。

（二）细胞膜的成分

科学家对细胞膜开始探索，首先要把细胞膜与细胞的其他组分分开。先来看制备细胞膜的实验。

A.体验制备细胞膜的实验（1）取材

那我们怎样才能获得细胞膜呢？ 我们第一步要获取细胞。

图片展示，3种生物细胞图：高等植物、高等动物、细菌

那现在我从小白鼠身上采集动物细胞，或者外面采了一些叶子，植物细胞，或者是弄了点大肠杆菌，细菌细胞。请同学们思考一下，如果我们想要比较容易地分离出细胞膜，应该选哪种材料合适？（提示：从易于分离组分，获取细胞膜的角度考虑，细胞核和众多细胞器也有膜。）

提问：你会选择那一类细胞呢？

第三篇：细胞膜——系统的边界(教案)

细胞膜——系统的边界

一、导入

前面因为《来自星星的你》都教授红遍了大江南北，一夜之间就在中国取得了35个广告的代言权，但是好景不长，没过多久他又被网友们黑得体无完肤，因为其拒绝承认长白山是中国的。到底长白山是中国的还是朝鲜的，这就牵涉到了国界的问题。国界指的是国家领土范围的地理界限，在地图上我们可以看到我们的国家被国界线勾勒成一只雄鸡，但是国界线是真实存在的吗？（不是，是人为划定的）那么大家的课桌有没有边界？（有）课桌的边界是真实存在的吗？（是，触手可及）因此，我们可以发现有的边界是实际存在的，而有的边界是人们假想出来的。

细胞作为生命系统最基本的结构层次，它有没有边界呢？（有）这个边界是什么？（细胞膜）那么细胞膜是不是真实存在的呢？大家看到教材40页上的问题探讨：

1、气泡是光亮的，里面只有空气；而细胞结构复杂，在显微镜下调节焦距可以看到细胞的不同层面。不能看到细胞膜，但能看见细胞核外界环境之间是有界限的。

2、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，伊红能很快的扩散到整个细胞，却不能很快的逸出细胞；在光镜下可见，用微针碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可伸展。

二、实验：制备细胞膜

那么要证实细胞膜是真实存在的最有力的证据就是分离获得细胞膜。那么大家思考一下什么细胞更适合作为制备细胞膜的实验材料，动物细胞还是植物细胞？（动物细胞，没有细胞壁）是不是所有的动物细胞都适合呢？可能存在什么样的问题？（细胞核和很多细胞器也有膜，这些膜可能会和细胞膜混在一起；选择哺乳动物的红细胞：人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器）

实验过程：制作装片（用滴管吸取一滴红细胞稀释液（生理盐水，分散细胞，防止凝结成块），滴在载玻片上，盖上盖玻片）——观察（用显微镜观察红细胞的形态，由低倍到高倍）——滴蒸馏水（在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引）——观察（持续观察细胞的变化）——结果（凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出来，获得细胞膜）

讨论部分：细胞膜和细胞质中其他结构的质量不一样，可以采用不同转速离心的方法浆细胞膜与其他物质分开。

三、细胞膜的成分

获得了细胞膜，我们就可以更加深入的来了解它，比如细胞膜的组成成分，大家思考一下，从化学的角度分析，可以用哪些手段研究细胞膜的物质组成？（染色法：利用某种指针对某些特定的物质能染色的染色剂来染色以鉴定某种物质的方法）当然还有许多其他的方法可以对细胞膜的成分加以鉴定，比如溶解法：19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样，凡是溶于脂质的物质都比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。由此，我们可以进行什么样的猜想？（细胞膜含有脂质物质）当然还要经过化学分析才能最终确定细胞膜中含有脂质。科学家通过研究发现细胞膜主要由脂质（50%）和蛋白质（40%）组成，还有少量的糖类（2%-10%）。组成细胞膜的脂质中磷脂最丰富，动物细胞的细胞膜中还含有胆固醇；膜的功能活动主要是由蛋白质来承担，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多；糖类会和蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面，据此可以判断细胞膜的内外侧。（细胞癌变的过程中，细胞膜的成分会发生改变，膜蛋白的种类和含量发生变化，可以通过医学手段检测出来）

四、细胞膜的功能

细胞膜作为细胞的边界，它在细胞的生命活动中起着怎样的作用呢？

1、将细胞与外界环境分隔开

对于原始生命，膜的出现将生命物质与外界环境分隔开，成为相对独立的系统，单细胞生物得以出现。

对于多细胞生物，每个细胞都要依靠细胞膜将细胞内液与细胞内液分开。

2、控制物质进出细胞

细胞膜是生命系统的边界，物质进出必须要经过细胞膜，为了保证细胞代谢正常进行，细胞膜必须有选择性的控制物质进出：

进入细胞的物质：细胞需要的营养物质

排出细胞的物质：抗体、激素、细胞产生的代谢废物

（细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质也可能进入细胞，如某些病毒入侵细胞，使生物体患病）

3、进行细胞间的信息交流

物质传递：通过细胞分泌物与靶细胞膜表面的受体结合，把信息传递给靶细胞（激素）

接触传递：相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞（精子与卵细胞之间的识别和结合）

通道传递：相邻两个细胞之间形成通道，携带遗传信息的物质通过通道有一个细胞进入另一个细胞（高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用）

五、细胞壁

主要成分：纤维素、果胶 功能：保护、支持

细胞壁是全透性的，不控制物质进出细胞。

第四篇：细胞膜系统的边界教案

第三章第一节 细胞膜——系统的边界（教案）

一、教学目标

1．知识目标：简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。

2．能力目标：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．情感目标：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。

二、教学重点和难点 1．教学重点

（1）细胞膜的成分和功能

（2）理解细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义 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

三、教学方法

讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法

四、教学用具

多媒体视频、课件、教科书、黑板、粉笔

五、课时安排 1课时

六、教学过程

1、导入：有位专家这样说：“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比现在设计出的任何智能电脑精巧！”他为什么会这样说呢？在前面的学习中，我们认识了细胞这个基本的生命系统的物质成分，我们可以将水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸物质机械地组装起来形成一个细胞吗？答案是否定的，细胞的各组分之间并不是简单的堆砌，而是通过形成结构和功能都密切联系的各基本结构，今天我们就进入第三章：细胞的基本结构的学习。

提问：我们学校的校园与校外环境是以什么作为界限呢？（自由发言）

师：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。我们首先进入第一节的学习（板书：细胞膜—系统的边界）

2、教学目标达成：对于细胞膜作为系统的边界，同学们有没有这方面的感性认识？也就是说你能不能列举出一些证据来证明细胞膜这个系统边界的存在？

S：直接借助光学显微镜、电子显微镜观察得到。T：很好，电子显微镜可以看清楚细胞膜的存在，光学显微镜虽然不能看见细胞膜，但是却能够清楚的观察到细胞与外界环境是有界限的。

除了这样的直接观察，我们还能不能通过一些其他的感受间接感知细胞膜的存在呢？

（用图片的方式介绍科学家进行显微探针感受阻力的实验：一开拓学生的实验思路；二激发学生兴趣）

用显微注射器将一种叫伊红的物质注入变形虫体内，显微镜下观察发现，伊红会很快的扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞。

另外，我们还可以在显微镜下看到：用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可伸展；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。

过渡：通过刚才的实验，我们也可以知道，细胞作为最基本的生命系统，它有着边界，这个边界就是细胞膜。

2.1 细胞膜的成分

为了研究细胞膜的功能，我们首先要研究它的成分，下面我们就一起来看细胞膜都由哪些成分组成。（板书：

一、细胞膜的成分）

T：我们要分析细胞膜的成分，首先要获得细胞膜。那么，怎样获得比较纯净的细胞膜呢？

请大家阅读课本40页－41页的实验：体验制备细胞膜的方法，完成下面几个问题的思考。

（板书：体验制备细胞膜的方法）问题：

1、选用植物细胞好不好？

2、为什么选用哺乳动物成熟的红细胞？

3、细胞破裂后，怎样分离出比较纯净的细胞膜？

4、归纳实验的原理。

（学生观看演示实验视频，教师解说，后进行点评总结）S：……

T：我们利用动物细胞在蒸馏水中会吸水涨破，细胞内的物质就会流出来，从而获得细胞膜。再由于哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核以及其他膜结构的细胞器，所以，可以避免其他膜的干扰。最后利用离心的方法将细胞膜与细胞内的其他物质分离开来，获得比较纯净的细胞膜。

T：现在细胞膜的提取过程大家已经体验过来，接下来的工作就是分析细胞膜的成分有哪些？怎么分析呢？

借助现在的科学技术手段，我们大可以通过先进的仪器分析得知，但是我们手头上没有大家能利用的仪器。我们有什么呢？请大家看下面的资料，来分析一下细胞膜的成分。（投影：

1．发现脂溶性的小分子，例如酒精、甘油等很容易通过细胞膜； 2．如果用脂质溶剂处理细胞，发现细胞膜被溶解； 3．如果用蛋白酶来处理细胞，发现也能破坏膜结构。）（学生讨论、发言）S：…… S：（归纳总结）细胞膜的成分中含有脂质和蛋白质。（板书）T：好，大家一起来看课本，享受已经发现的研究结果：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总量的50％，蛋白质约占40％，糖类占2％－10％。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。我们在各种膜的研究中还发现，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量就越多。这也和我们前面了解的蛋白质的功能是相一致的：蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能中也少不了蛋白质的一份！我们也将在后面章节的学习中，越来越多地了解细胞膜的各种成分在其功能中的具体作用。

2.2 细胞膜的功能

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？（学生活动）阅读课本42页内容，联系生活经验，理解细胞膜的功能。（板书：

二、细胞膜的功能）

（请学生发言，让他们结合生活经验，解释细胞膜的功能，教师适时点评）S：细胞膜将细胞与外界环境分隔开。（板书）

只有这样，细胞才能获得一个相对比较稳定的内部环境，才能减小受到的各种外部干扰，才能正常的进行各种代谢活动。这就好比我们的学校的围墙，班级的墙壁，如果没有这些，喧嚣的街道，隔壁班级的活动直接影响到我们班级同学的学习，那么，我们的学习不可能正常进行。S：……

T：同学们的比方非常形象。作为生命体，要保证自身代谢顺利进行，一个相对独立的内部环境何等重要；有了细胞膜，这个边界将细胞与外界环境分隔开，细胞内才能保持各种理化性质的相对稳定，才可能具备代谢的正常条件。也正因为如此，在生命的起源过程中，科学家把“原始界膜”的形成作为生命演变中的重要阶段，具有了原始界膜后，才使得原始生命的诞生成为可能！S：细胞膜能控制物质进出细胞。（板书）

既然细胞膜是细胞的边界，这就好像皮肤是我们人体的边界一样，我们的皮肤可以阻止一些病毒、细菌等进入我们体内，细胞膜也应该有类似的功能。S：……

T：这个类比是比较恰当的。对于细胞膜能控制物质进出细胞这一点功能，我们将在第四章会有更加详细的学习，现在需要大家先了解细胞膜具有选择性的允许细胞需要的营养物质进入，而细胞不需要的，或者对细胞有害的物质就不容易进入细胞。细胞膜的这样一种生理功能我们称之为“选择透过性”。不过选择透过性只有活的细胞的细胞膜也具有，细胞死亡，这种选择透过性就丧失了。

S：细胞膜进行细胞间的信息交流。（板书）

细胞作为一个个体的基本组成单位，对于一个个体来说，生活在外界环境中，与周围的环境关系密切，不断地与外界环境发生着物质和信息的交流。构成个体的细胞也应该是这样的，只有这样，细胞才能联合起来组成能行使同一功能的组织，再构成器官……而细胞之间的信息传递，应该就是考系统的边界——细胞膜。T：（放映有关细胞间进行信息传递的动画、图片等，同步解说）

在多细胞生物体内，各个细胞都不是单独存在的。它们必须保持功能的协调。这种协调不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。这种信息的交流大多与细胞膜的结构和功能有关。细胞间进行信息交流的方式：1 靶细胞（胰岛素与靶细胞）2 细胞间信息的传递（精子与卵细胞结合）3 相邻两个细胞通过通道进入另一个细胞（高等植物细胞的胞间连丝）

过渡：通过刚才的学习，可以看到细胞膜的功能对于一个细胞的正常运作是必需的；当然细胞膜的功能除了上述介绍的三点，还有一些其他的功能，这个问题大家可以在课下查找资料，也可以在后面的学习中逐渐了解，总结。最后补充植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁，其化学成分主要是纤维素和果胶，对植物细胞起支持和保护的作用，但因细胞壁是全透性的，不能作为细胞这个基本生命系统的边界。

七、课后反思

对于这节课的内容，虽然有问题探讨、有实验，但是基于学生的生物学基础，还不能很大程度的实现自我探究。就像“问题探讨”中的问题，我认为有一些超出了学生的知识认识水平，所以，我采用提供一些直观的资料，再由学生进行体验，进行总结。

整节课我认为最重要的就是要实现学生能够积极的参与进入老师的话题中，能够紧紧跟上老师的脚步，其中，最关键的就是要有学生自己的思考，不过，我想这样的思考多数学生都可以，但是怎样让全部的学生都能够做到这样，还需要不断的探讨，这也包括课堂上的教师的积极课堂感染。

但是一堂课，是不是都是学生活动就成功了呢，我认为不全是，不管是传统的，还是新课改，不管采用哪种教学方式，思维的引导很重要：我觉得只要课堂上，能够使学生养成生物学的思考习惯就达到目的了，教是为了不教，而是要让学生有自己的分析问题的能力。

第五篇：3.1 细胞膜-系统的边界 教案

3.1细胞膜系统的边界

【内容与解析】

本节课要学的内容细胞膜—系统的边界指的是细胞膜在生命系统的结构层次中的细胞层次中的作用，其核心是细胞膜的组成成分和生理功能,理解它关键就是要理解细胞膜的制备方法和细胞膜组成成分中的有机物的种类和生理功能。学生已经学过“使用高倍镜观察几种细胞”的实验和“组成细胞的分子”中的蛋白质、糖类、脂质登等内容是本章学习的基础。本节课的内容细胞膜系统的边界就是在此基础上的发展。由于它还与物质是输入和输出等有紧密的联系,所以在本学科有重要的地位，并有举足轻重的作用,是本学科分子与细胞的重点内容。教学的重点是细胞膜的组成成分和生理功能及细胞膜的制备方法，解决重点的关键是细胞膜的生理功能。

【目标与解析】

教学目标

（1）知道细胞膜的组成成分。（2）理解细胞膜的生理功能。目标解析

（1）知道细胞膜的组成成分就是指识记细胞膜的主要成分蛋白质和脂质以及它们在细胞膜中的含量并熟悉用哺乳动物红细胞制备细胞膜的实验。

（2）理解细胞膜的生理功能就是指理解细胞膜在控制物质进出细胞、细胞与外界环境中的信息交流、细胞系统的边界这些方面的具体内容。

【问题诊断分析】

在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是学生不理解细胞膜是如何作为系统的边界的，产生这一问题的原因是对细胞的认识尚浅，细胞膜离学生的生活经验较远，学起来有一定的难度。要解决这一问题，就要…给予学生一定的例题练习，其中关键是…例题讲解要透彻，在教学过程中安排学生观察图片和亲自作实验来体验细胞的存在。

【教学支持条件分析】

在本节课…例题讲解的教学中，准备使用…多媒体。因为使用…多媒体，有利于…让学生理解制备细胞膜的实验原理与细胞膜生理功能，利用学生的认知冲突，激发学生兴趣。

【教学过程】

问题1…当人们对细胞有一定认识后，有人尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？能否把蛋白质、核酸、脂质、糖类、水、无机盐等物质机械地组装在一起，成为一个有活力细胞。每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？ 设计意图：给出动物细胞的显微结构，让学生思考。

师生活动： 展示光镜下未经染色的动物细胞图片，观察后思考问题？

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？

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？

例题1 用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的，这是为什么？

变式训练： 将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若对其进行加温，随着水温的升高，水的颜色会逐渐变红。其原因是（）A.细胞壁在升温的过程中受到破坏 B.水温升高，花青素的溶解度加大 C.升温使细胞膜被破坏而丧失功能 D.升温使水中的化学物质发生了反应

解析：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。活细胞中的物质要逸出细胞外首先要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能自由进入细胞，这道屏障就是细胞膜。温度升高到一定程度会使得细胞膜失去生理功能。

例题2.水溶性染色剂（PI）能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是（）A、死细胞与活细胞的核酸结构不同 B、死细胞与活细胞的核酸含量不同 C、活细胞能分解染色剂PI D、活细胞的细胞膜能阻止PI的进入

解析：死亡细胞的细胞膜没有生理功能，外界物质可以自由进出。

问题2…学生讨论：设计实验方案，如何提取细胞膜，老师进行指导。教材是如何是如何体验制备细胞膜的方法的？

实验原理：哺乳动物成熟的红细胞吸水涨破

实验选材：对于一个实验来说，合适的实验材料是实验成功的关键。

解析：选择哺乳动物红细胞原因是没有细胞壁，没有细胞核和众多的细胞器。实验用具：蒸馏水、滴管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜。

实验步骤：第一步：制作临时装片

第二步：高倍显微镜观察（细胞形态）

第三步：滴加蒸馏水再观察（细胞形态）

解析：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，将细胞涨破，细胞内容物流出，从而得到细胞膜。血液容易凝固，要解决这个问题需要加入抗凝剂，实验前用生理盐水稀释。

1.选择__________________________________作制备细胞膜的材料的原因：①动物细胞没有_________，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持和保护，细胞易______________。② 哺乳动物成熟的红细胞，没有_________________和具有膜结构的____________，易用________分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。

2.实验原理：细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入_____________，细胞由于_________________，内容物流出，得到细胞膜。3.实验步骤：

选材：______（或_____、_____、_____）的新鲜的红细胞稀释液

↓

制作装片：用滴管吸取一滴红细胞稀释液，滴在______________上，盖上_____________

↓

观察：用显微镜观察红细胞形态（先__________________→再________________________）

↓

滴___________：在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用______________________

↓

观察：持续观察细胞的变化

↓

结果：凹陷消失，_______________________________，内容物流出，获得____________ 实验注意事项：

1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，其目的是：①使红细胞分散开，防止凝集成块；②使红细胞暂时维持原有的形态。

2)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，要想制备较纯净的细胞膜，当红细胞破裂后，还必须经过离心，过滤才能获得。

问题3…细胞膜的主要成分是什么？

设计意图：…回归课本，观察细胞膜的结构模式图让学生自己思考细胞膜由哪些成分组成。例3．某科学家将一种细胞的最外层进行化学分析，得到糖类、磷脂、蛋白质，由此可以判断该细胞是（）

Ａ．蓝藻细胞

Ｂ．植物细胞

Ｃ．动物细胞

Ｄ．大肠杆菌

变式练习细胞膜上与细胞的识别、信息传递有着密切关系的是（）Ａ、糖蛋白 Ｂ、磷脂 Ｃ、脂肪 Ｄ、核酸

解析：蛋白质在细胞膜行使功能是起重要作用,因此,蛋白质的种类和数量越多,细胞膜的功能越复杂。

问题4…细胞膜的生理功能是什么？变形虫体内注入伊红,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。为什么？

设计意图：通过实验结果，引发学生思考。进一步深入到细胞膜的生理功能。师生活动：

1.将细胞与外界环境分隔开 2.控制物质进出细胞

3.进行细胞间的信息交流（细胞分泌的化学物质、接触、胞间连丝）

例4．下列哪一项不属于细胞膜的功能()A．控制物质进出细胞

B．将胰岛细胞形成的胰岛素，分泌到胰岛细胞外 C．提高细胞内化学反应的速率

D．作为系统的边界，维持细胞内的环境稳定

解析：细胞膜没有促进化学反应速率的功能，细胞中的酶才有。

变式练习.在哺乳动物受精的过程中，精子能够与卵细胞相互识别，精子将其头部钻入卵细胞中，与卵细胞发生结合，当一个精子进入后，细胞发生变化，不再让其他精子进入。这一现象体现出细胞膜能够（）

A.保障细胞内部环境的相对稳定 B.控制物质进出细胞

C.卵细胞摄入所需要的精子 D.进行细胞间的信息交流

解析：进行细胞间的信息交流（相邻的两个细胞的细胞膜的接触，信息从一个传给另一个细胞）

变式训练.在处理污水时，人们设计一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染，这是模拟了生物膜的（）A．识别功能 B．流动性功能 C．主动运输功能 D．选择透过性功能 解析：细胞膜能控制物质进出细胞 问题5…动植物细胞的区别是什么？

设计意图：回归课本，植物细胞的最外层是细胞壁。师生活动：

1、棉、麻的主要成分是什么？

2、植物细胞放在清水中为何不会胀破？ 3.细胞壁的主要成分是什么？作用是什么？

例5.植物细胞具有相当的强度，主要是由于存在（）A.液泡

B.内质网

Ｃ.细胞壁

Ｄ.细胞膜

解析：植物细胞在细胞膜外面还有一层细胞壁，其化学成分主要为纤维素和果胶 变式练习.要去除植物细胞的细胞壁，最好选用（）Ａ．蛋白酶

Ｂ．脂肪酶

Ｃ．淀粉酶

Ｄ．纤维素酶和果胶酶

解析：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁

【目标检测】

1．细胞膜的主要成分是（）A.蛋白质和多糖 B.多糖和脂质

C.脂质和核酸

D.蛋白质和脂质

2．下列不属于细胞膜的功能的一项是（）A.控制物质进出

B.进行细胞间的信息交流 C.维持细胞内部环境的稳定

D.使细胞内的各种生物化学反应加快

3．植物细胞壁的化学成分主要是（）A.脂质和蛋白质 B.纤维素和果胶

C.脂质、蛋白质和糖类

D.纤维素、果胶和蛋白质

4．用32P标记细胞后，下列不能检测到32P存在的物质或结构是（A.细胞膜 B.DNA C.RNA D.细胞壁

5．关于制备较纯净的细胞膜的叙述，正确的是（）A.常用哺乳动物的红细胞，因为其颜色明显，便于观察

B.哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和复杂的细胞器，是最佳材料C.应该用植物细胞，植物细胞在清水中可以吸水涨破 D.得到的细胞膜只含有磷脂分子

【课堂小结】

细胞膜：

细胞膜的成分

磷脂 约50% 蛋白质 约40 %）

糖类 2－10 % 细胞膜的生理功能

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（细胞分泌的化学物质、接触、胞间连丝）

【配餐作业】

完成《同步导学案》P21，1—6题