高中生物《3.1 细胞膜 系统的边界》教学设计 新人教版必修1[推荐5篇]

第一篇：高中生物《3.1 细胞膜 系统的边界》教学设计 新人教版必修1

人教版 必修一 3.1 细胞膜——系统的边界

教学设计

一、教材分析

《细胞膜——系统的边界》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第3章第1节的教学内容，主要学习细胞膜的成分和功能、掌握制备细胞膜的方法。本节是学习细胞结构和功能的开端，又为后续章节的学习打下了基础。

二、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。

三、教学重点难点 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

四、学情分析

我们的学生都是平行班，没有实验班，学生基础较差。所以在课堂上应该让更多的同学参与讨论老师提出的问题，老师点评要到位，讲解要细致。

五、教学方法

讲授与学生讨论相结合、问题引导法、资料分析法

六、课前准备

1.学生的学习准备: 预习细胞膜的成分和功能以及细胞膜制备初步把握实验原理和方法

2.教师的教学准备;多媒体课件制作、课前预习学案、课内探究学案、课后延伸拓展学案

3．教学环境的设计和布置：八人一组，探讨老师提的问题，小组推荐发言人，最后老师点评总结

七、课时安排：1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性

（二）情境导入、展示目标

教师：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，从今天开始，我们将进一步认识细胞这个基本的生命系统，我们来认识由水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸组成的一个有机整体——细胞的基本结构。

大家对于细胞应该有了一定的认识——我们在初中学习过，在前面的实验中我们也曾经观察过一些细胞。

教师：你认为细胞最外面的结构是什么？

学生：（学生发言：脱口而出的同学可能往往回答细胞膜；略有思考的同学回答细胞壁；比较严谨的同学会回答“植物细胞的最外层是细胞壁，动物细胞的最外层是细胞膜”，等）

（教师点评后总结，注意点评学生的思维习惯）

教师：动物细胞没有细胞壁，而像植物、真菌、细菌等生物，细胞往往具有细胞壁。植物细胞的细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，它们没有生命活动的特殊功能，主要是对植物细胞有支持和保护作用。而对于真菌和细菌的细胞壁与植物不同，我们在以后的学习中会逐步了解。

然而我们今天要重点讨论的话题不是细胞壁，因为我们将讨论的是“系统的边界”，系统的边界是什么？这里的答案就只有一个：细胞膜。

因为，我们这里指的“系统”是：生命系统！在组成细胞的结构中，具有生命活性的结构是细胞膜、细胞质和细胞核，而细胞壁并没有像它们这样的生命活性。这里的“生命活性”可能对大家还比较抽象，不过随着我们对细胞膜等功能的深入，你就会慢慢了解。

（板书：细胞膜——系统的边界）

（三）合作探究、精讲点拨 探究一：细胞膜的存在

教师：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？

学生：直接借助光学显微镜、电子显微镜观察得到。

教师：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？（用视频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，我们也可以看到，当细胞膜被破坏的时候，细胞也就死亡了。这说明了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？

我们知道有什么样的结构才可能具有什么样功能，功能与结构是相统一的，那么，细胞膜具有什么样的结构才能完成上述的功能呢？

鉴于细胞膜的结构我们还会在第四章详细学习，我们这里主要来研究细胞膜的组成，看看完成细胞膜功能的是靠细胞膜上的哪些成分来完成的。

（板书：细胞膜的成分）

教师：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）探究二：细胞膜制备方法 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。

（学生进行实验体验，教师指导，后进行点评总结）学生：„„

教师：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。

教师：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？

探究三：分析细胞膜的成分

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）学生：„„

学生：（归纳总结）细胞膜的成分中含有脂质和蛋白质。（板书）

教师：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。

通过这则资料，其实也告诉大家了一种研究物质组成成分的方法：酶解法。

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。

探究四：细胞膜的功能

（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：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）学生：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。

学生：„„

教师：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！

教师：细胞膜能控制物质进出细胞。（板书）

学生：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。

学生：„„

教师：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。

记得在我们初中的学习中，我们通过实验的方法来检验玉米的种子是否还具有萌发的活性（也就是说玉米种子是否还是活的），也就是利用细胞膜的这点特性。下面给大家如下材料，请你设计实验来检验这些玉米种子是否还能萌发。

（投影）材料：玉米种子，红墨水，镊子，刀片，培养皿，烧杯，酒精灯。（学生思考、讨论、发言）（投影）方法步骤：

1、将玉米种子放在20－25℃的温水中浸泡36h。

2、取20粒已经泡涨的种子，将其中的10粒放在沸水中煮5min后，冷却，作为对照的实验材料。

3、分别取煮过和未煮过的玉米种子放在培养皿中，用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒，用稀释20倍的红墨水浸泡（以没过种子为宜）。2min后，倒去红墨水，用水冲洗籽粒数次，直到冲洗液无色为止（洗去浮色）。

4、观察籽粒中胚的颜色。（投影）结果预期：

未煮过的籽粒的胚细胞未被染成红色；煮过的籽粒的胚细胞被染成红色。

（胚细胞被染红说明了胚细胞的细胞膜失去了选择透过性，也就说明胚细胞死亡，不再具有萌发活性）

教师：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。

教师：（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。

教师：好，这节课我们就进行到这里。

九、板书设计

细胞膜——系统的边界

（一）体验制备细胞膜的方法：

（二）细胞膜的成分: 脂质、蛋白质、糖类

（三）细胞膜的功能：细胞膜将细胞与外界环境分隔开；细胞膜能控制物质进出细胞;细胞膜进行细胞间的信息交流

十、教学反思

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。

一堂课，是不是都是学生活动就成功了？我认为不！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，就是要让学生有自己的分析问题的能力。

第二篇：高中生物 3.1《细胞膜—系统的边界》素材 新人教版必修1

第1节 细胞膜——系统的边界

细胞膜(cell membrane)又称细胞质膜（plasma membrane）。细胞表面的一层薄膜。有时称为细胞外膜或原生质膜。主要结构成份一般是蛋白质占60%-80%，类脂占20%-40%，碳水化合物约占5%(分布在类脂和蛋白质之间)。

细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障，它保证了细胞内环境的相对稳定，使各种生化反应能够有序运行。但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换，才能完成特定的生理功能。因此细胞必须具备一套物质转运体系，用来获得所需物质和排出代谢废物，据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的15~30%，细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的三分之二。

原始生命向细胞进化所获得的重要形态特征之一，是生命物质外面出现了一层膜性结构，即细胞膜。细胞膜位于细胞表面，厚度通常为7～8nm，由脂类和蛋白质组成。它最重要的特性是半透性，或称选择透过性，对进出入细胞的物质有很强的选择透过性。细胞膜和细胞内膜系统总称为生物膜（biomembrane），具有相同的基本结构特征。

细胞膜的结构模型

19世纪中叶K.W.Mageli发现细胞表面有阻碍染料进入的现象，提示膜结构的存在；1899年E.Oveiton发现脂溶性大的物质易入胞，推想应为脂类屏障。1925年荷兰人E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞膜结构，计算出红细胞膜平铺面积约为其表面积的两倍，提出脂质双分子层模型.成立前提：a.红细胞的全部脂质都在膜上；b.丙酮法抽提完全；c.RBC平均表面积估算正确。（70%~80%偏低）；40年后Bar重复这一试验发现红细胞膜平铺面积应不是70%～80%，而是1.5倍还有蛋白质表面，同时干膜面积是99μm2，湿膜面积则为145μm2。两项误差相抵，结果基本正确。

根据细胞的生理生化特征，曾先后推测质膜是一种脂肪栅、脂类双分子层和由蛋白质-磷脂-蛋白质构成的三夹板结构。同时电镜观察也证实质膜确实呈暗-明-暗三层结构。随后冷冻蚀刻技术显示双层膜中存在蛋白质颗粒；免疫荧光技术证明质膜中蛋白质是流动的。据此S.J.Singer等人在1972年提出生物膜的流动镶嵌模型，结构特征是：生物膜的骨架是磷脂类双分子层，蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中，细胞膜的表面还有糖类分子，形成糖脂、糖蛋白；生物膜的内外表面上，脂类和蛋白质的分布不平衡，反映了膜两侧的功能不同；脂双层具有流动性，其脂类分子可以自由移动，蛋白质分子也可以在脂双层中横向移动。

尽管目前还没有一种能够直接观察膜的分子结构的较为方便的技术和方法，但从研究中30年代以来提出了各种假说有数十种，其中得到较多实验事实支持而目前仍为大多数人所接受的是美国的S.J.Singer和G.L.Nicholsom于1972年提出的流体镶嵌模型（fluid mosaic model）。这一假想模型的基本内容是：膜的共同结构特点是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、因而也具有不同生理功能的蛋白质，后者主要以α-螺旋或球型蛋白质的形式存在。其局限性在于未表达出流动性不均一，Jain与White提出了“板块与镶嵌模型”。

1、单位膜模型

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磷脂、胆固醇、糖脂，每个动物细胞质膜上约有109个脂分子，即每平方微米的质膜上约有5x106个脂分子。（2）膜蛋白

细胞膜蛋白质（包括酶）膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合：分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极性，贯穿膜的内外；外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白质（外周蛋白质）以带电的氨基酸或基团——极性基团与膜两侧的脂质结合；占70%～80%的结合蛋白质（内在蛋白质）通过一个或几个疏水的α-螺旋（20～30个疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6个氨基酸残基，相当于膜厚度。相邻的α-螺旋以膜内、外两侧直链肽连接）即膜内疏水羟基与脂质分子结合。理论上，镶嵌在脂质层中的蛋白质是可以横向漂浮移位的，因而该是随机分布的；可实际存在着的有区域性的分布；（这可能与膜内侧的细胞骨架存在对某种蛋白质分子局限作用有关），以实现其特殊的功能：细胞与环境的物质、能量和信息交换等。（Frye和Edidin1970年用发红光的碱性芯香红标记人细胞同用发绿光荧光素标记膜蛋白抗体标记离体培养的小鼠细胞一起培养，然后使它们融合，从各自分布，经过37℃40min后变为均匀分布。光致漂白荧光恢复法，微区监测）

细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵；有的则不需要能量，以自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白与与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。（3）膜糖

膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂

细胞膜糖类主要是一些寡糖链和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面（非细胞质）一侧的。（多糖-蛋白质复合物，细胞外壳cell coat）单糖排序上的特异性作为细胞或蛋白质的“标志、天线”—抗原决定簇（可识别，与递质、激素等结合。ABO血型物质即鞘氨醇上寡糖链不同。131AA+100糖残基）。

细胞膜的基本特征与功能

细胞膜把细胞包裹起来，使细胞能够保持相对的稳定性,维持正常的生命活动。此外，细胞所必需的养分的吸收和代谢产物的排出都要通过细胞膜。所以，细胞膜的这种选择性的让某些分子进入或排出细胞的特性，叫做选择渗透性。这是细胞膜最基本的一种功能。如果细胞丧失了这种功能，细胞就会死亡.。

细胞膜除了通过选择性渗透来调节和控制细胞内，外的物质交换外，还能以“胞吞”和“胞吐”的方式，帮助细胞从外界环境中摄取液体小滴和捕获食物颗粒，供应细胞在生命活动中对营养物质的需求。细胞膜也能接收外界信号的刺激使细胞做出反应,从而调节细胞的生命活动。细胞膜不单是细胞的物理屏障，也是在细胞生命活动中有复杂功能的重要结构。

生物膜结构的共同特征：

镶嵌性：磷脂双分子层和蛋白质的镶嵌面；或按二维排成相互交替的镶嵌面；

蛋白质极性：膜内在性蛋白质的极性区突向膜表面，非极性部分埋在双层内部；

流动性：膜结构中的蛋白质和脂质具有相对侧向流动性；细胞膜是由磷脂双分子层和镶嵌、贯穿在其中及吸附在其表面的蛋白质组成的，磷脂双分子层疏水的尾部在内，亲水头部在外。磷脂由分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的.磷脂双分子层是轻油般的液

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1）单纯扩散：脂溶性物质有膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为单纯扩散。

2）易化扩散：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，称为易化扩散。易化扩散的三个特点：

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：即当背后钻云物质增加到一定限度时，转运量不再随之增加，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。

单纯扩散和易化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。

（6）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。

补充：

细胞是物质从无生命到有生命的最小单元（且不论病毒），深度分析细胞的能量流动有助于了解 生命物质与非生命物质的 根本区别。细胞膜的发现

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。但是唯独对细胞膜的认识还要推迟两个世纪。

1855年，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”)。耐格里和克拉默(Cramer)一起进行实验，通过实验发现细胞具有敏感的渗透特性，它的体积可以随着周围介质的不同渗透强度而改变。当细胞外面的溶质渗透强度大时，细胞就变小；溶质渗透强度小时，细胞就变大。耐格里提出，细胞与环境之间正是通过这种“边界”发生关系的。耐格里在试验中还发现这样的情况：把丽藻属(Nitella)长导管细胞的一端放入水溶液内，另一端放进糖溶液，细胞内含物发生了传动障碍。在水中一端的细胞汁液流向糖溶液中的一端，并带着所有可移动的粒子。可是，原先已知的事实表明，蒸腾作用和渗透压加在一起也不足以将液体压到植物的上部，这两种力无法解释植物汁液流动的方向。因而耐格里认为，不得不假设有一股其他的力量，它们在纵壁，更可能在横壁上。这种力量加大了细胞溶液从下往上的流向。此外，德国植物生理学家普费弗(W．Pfeffer)对植物细胞的渗透行为进行了大量的试验，并于1897年提出了两个重要的结论：第一，细胞是被质膜包被着的；第二，这层质膜是水和溶质通过的普遍障碍。同时，很快又发现，细胞膜这个屏障具有明显的选择性，一些物质可通过它，而另一些物质几乎完全不能通过。1899年，英国细胞生理学家奥弗顿(C．Overton)发表一系列关于化合物进入细胞的观察结果，他发现分子的极性越大，进入细胞的速度越小，当增加非极性基团(如烷基链)时，化合物进入的速度便增加。奥弗顿的结论是，控制物质进入细胞的速度的细胞膜是脂肪性物质，其中含有固醇和其他脂类。因此，当时确立了有一层脂质的膜围绕着细胞的认识。到1925年，戈特(E．Gorter)和格伦德尔(F．Grendel)又提出脂质膜具有双分子层的概念。

其实，学者们对膜的状况的认识都还是假设，他们都未能观察到细胞膜。虽然这个时期组织标本的固定和染色方法有了进展，甚至出现相差显微镜和干涉显微镜，但仍分辨不出细胞膜来。即使最好的光学显微镜也无法达到这个目的。1930—1950年，随着电子显微镜技术的发展，当应用这项技术来研究细胞时，才发现细胞的边界膜是一个固体结构的实体，从而

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第三篇：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

第四篇：3.1(细胞膜——系统的边界)学案

动物离体器官进行实验时，我们也会采用与该动物体液渗透压相同的溶液维持动物器官的正常活力。哺乳动物（或人）的成熟的红细胞放入清水中吸水胀破是因为它吸水，当这些细胞放入渗透压比自己细胞内部渗透压高的溶液中时，基于同样的原理，它会失水而引起细胞的皱缩。典题精讲

例1科学家们在试验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明：组成细胞膜的物质中有________________。思路解析：

对待这种材料题，我们要认真分析给出的材料，如此题中，由“脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解”，根据相似相溶性原理，可得出细胞膜中有脂质；由“细胞膜会被蛋白酶分解”可得出还有蛋白质这种成分。至于其他的信息我们没法从题干中得出，不能武断地下结论。答案：脂质分子和蛋白质分子

例2最有可能构成细胞膜的一组元素是（）

A.碳、氢、氧 B.碳、氢、氧、氮 C.碳、氢、氧、磷 D.碳、氢、氧、氮、磷 思路解析：本题考查细胞膜的化学组成及各种化合物的元素组成，细胞膜的主要化学组成为脂质、蛋白质和少量糖类，所以细胞膜的化学元素中必有碳、氢、氧、氮、磷五种元素，氮主要存在于蛋白质中，磷主要存在于磷脂中。答案：D 知识导学

含量的多少并不是判断哪种成分对细胞膜的功能更为重要的标准，从细胞膜的组成成分看，脂质含量最多，但细胞膜的主要功能主要由其上的蛋白质行使，结构不同的细胞的细胞膜上蛋白质的种类和数量也不同。

细胞膜是细胞的边界，是细胞存在的基础，学习时要把握这一主题去理解。细胞膜的所有功能都是对这个主题的延伸。

（1）细胞膜使细胞与外界隔开，保障了细胞内部环境的稳定，若没有它的存在，生命物质与外界环境之间通过扩散而达到平衡，细胞就不复存在了。

（2）物质进出细胞必须经过细胞膜。它控制物质进出的特性，使细胞以膜为单位形成一个基本单位，保持一定独立性。

（3）细胞与细胞之间可以通过受体、直接接触、形成细胞通道等方式建立联系，这些都需要有细胞膜的参与。

（4）细胞膜是一种选择透过性膜，只有活细胞具有这种特性。细胞膜选择透过性表现在如下几点：除水以外，只有被细胞选择的离子和小分子才能通过；大分子物质除特殊情况以外，不能通过细胞膜。细胞膜的选择透过性是生命活动的一种体现，是判断细胞死活的标准之一。疑难导析

利用哺乳动物的成熟红细胞制备细胞膜是生物学上的经典实验之一。从这个实验可以看出生物实验中实验材料的选择对实验结果取得的关键作用。同时它还给我们提供了一个精彩的实验方法，利用细胞吸水的原理设计操作简单的实验达到了极好的效果。

细胞是一个有机体，它的各种生命活动都是紧密联系的。教材因为讲解的方便，把细胞分成了几部分，但我们学习时应当始终把细胞作为一个整体看待，从事物普遍联系的角度理解细胞中甚至整个生物体的各种生命现象，这样才能对各种现象正确把握。问题导思

此题利用了一个实验事实，并从崭新的视角提出问题，因此学习时应注意举一反三，从不同角度思考问题，这样会对知识有更深刻的理解。例如在探究此问题的同时，还可以思考：

（1）制备纯净的细胞膜为什么必须用哺乳动物成熟的红细胞？

（2）“血影”的主要成分是什么？

（3）红细胞内部的渗透压应该是多大？ 典题导考

黑色陷阱：如果审题不准，特别是对材料中的相关信息提取不准，就很容易想当然地把我们所学的知识生搬硬套上：脂质、蛋白质和少量糖类。死记硬背是提高学习成绩的一大障碍。典题变式：若用能溶解脂质的酶处理细胞膜，细胞膜____________________（填“会”或“不会”）被溶解，若用蛋白酶处理，细胞膜___________________（填“会”或“不会”）被溶解，若用果胶酶处理，细胞膜________________________（填“会”或“不会”）被溶解。答案：会 会 不会

绿色通道：学习时要注意融会贯通，注意新学知识对已学知识的反馈作用。

典题变式：请根据细胞膜的成分推断其所含有的化学元素及其存在于何种化合物。答案：细胞膜的主要化学组成为脂质、蛋白质和少量糖类，所以细胞膜的化学元素中必有碳、氢、氧、氮、磷五种元素，氮主要存在于蛋白质中，磷主要存在于磷脂中。

第五篇：高中生物必修一细胞膜—系统的边界 说课稿

细胞膜—系统的边界 说课稿

一、说教材

1、教材分析

本课题是生物第三章第一节的教学内容，本节课主要介绍细胞膜的成分和细胞膜的主要功能两个方面的内容。本课的教学内容是在学习了生物的物质基础和细胞的种类的基础上进行的。所以，学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识，又能为学生学习动物和植物的新陈代谢作好铺垫，它在教材中起着承上启下的桥梁作用。因此本节课在教学中起着至关重要的作用。

2、目标分析

根据本节课教学内容的要求和教学内容的结构特征，依据学生的学习心理规律和素质教育的要求，结合学生已有实际水平，本节课教学目标制定如下：

知识目标：

（1）简述细胞膜的成分和功能

（2）解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。能力目标：

（1）培养学生识别生物图的能力和分析归纳总结的能力。（2）培养学生依据科学实验史料构建生物学知识的能力。情感目标：

（1）让学生参与生命问题的探讨与结果分析。

（2）通过对细胞结构和功能的学习让学生体会生物体结构和功能相适应的观点，教育学生热爱科学。

3、教学重点和难点

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。因为这是本节课的中心内容和关键。教学难点：（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。（2）体会细胞膜对这个生命系统的重要意义。

因为以上内容复杂，涉及面广，学生缺乏必要的基础知识，不易理解。

二、说学情

中专学生已具备一定的抽象思维能力和较高的思维积极性，他们不愿意被动接受学习，而是要求在老师的指导下，自己亲自去探究，这符合青少年心里发展的特点。但其知识储备和认知水平有限，理解能力、分析问题的能力还较低，需要老师在授课时因势利导，不断启发、点拨和矫正。根据本节课的教学目标，注意引导学生透过现象看本质，发现知识的前后联系，从而突出重点，解决难点。

二、说教法

根据教学目标的要求，结合教材的内容特点和学生知识水平及思维发展的特点。本节选择：

1、指导读书法：培养学生的自学能力。

2、提问设疑法：制造悬念，启发学生思考，引起学生的好奇心和求知欲，这样做是培养学生的思维能力。

3、引导讨论法：培养学生观察、分析问题的能力，同时充分体现教师的主导和学生的主体作用。

4、讲练结合：及时巩固每个知识点十分有利。

四、说学法

教与学双方是相辅相成的，不能只强调教而忽视了学。教学过程是教师教与学生的学的共同活动过程，一节课既要发挥教师的主导作用，又要突出学生的主体作用。根据中专生的心理特点、处年龄特点与本地的实际情况，我采用下面方法来引导学生学习：

1、引导学生讨论并回答，提高学生说的能力。学生只有会说，才将新知识加以消化，加以巩固。说是学生参与教学的重要体现，也是新课改的要求。

2、引导学生练，提高学生运用知识的能力。练是学生掌握知识、运用知识的一条途径，也是消化本节内容的关键。适当安排一些练习，让学生消化并学会迁移和应用，这有利于达到预期的教学目标。

五、说教学程序

1、创设情境，导入新课

导入新课就是要用富有感染力的语言和事例，因为导言在教学中起着承上启下的作用，一方面它可以激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性；另一方面也可以留下悬念。本节课采用设疑的方法提出问题。

引言：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！”，同学们认为他说的对吗？（自由发言）

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。

2、认定目标，引导探究

让学生明确本节课的学习任务，加强学生学习过程的有意注意。

3、设计计问题，指导自学

问题：（1）同学们懂得区分显微镜视野中的气泡和细胞吗？（2）光学显微镜下能不能看见细胞膜？（3）如何确定细胞膜的存在？（4）怎样获得细胞膜？

（5）细胞膜在生命活动中起什么作用？（6）植物细胞和动物细胞有何区别？（7）植物细胞壁由什么组成？有什么作用？

指导学生阅读教材，引导讨论、分析并回答，最后教师纠正、精讲点拨。让学生体会科学研究的思路和方法，培养基本的生物学研究能力，提高科学素质。

4、归纳总结，引导迁移 师生共同完成。

细胞膜的主要成分：脂质（约50%）、蛋白质（约40%）、和糖类（约2%-10%），磷脂最丰富。

细胞膜的功能：（1）将细胞与外界环境分割开；（2）控制物质进出细胞；（3）进行细胞间的信息交流。

5、达标测评，反馈纠正

检查学生知识掌握情况，对学生给予激励性评价，让学生体会获得成果的喜悦。

6、板书设计（略）

板书设计必须简明扼要，脉络清晰，既要体现知识之间的相互联系，又要突出重难点目标。