【VR教學(xué)目標】
知識目標
簡(jiǎn)述細胞膜的成分和功能
過(guò)程與方法
初步嘗試用哺乳動(dòng)物紅細胞制備細胞膜的實(shí)驗,體驗制備細胞膜的方法。
情感目標
(1)認同細胞膜作為系統的邊界,對于細胞這個(gè)生命系統的重要意義。
(2)通過(guò)實(shí)驗,學(xué)生學(xué)會(huì )相互協(xié)作,并養成嚴謹治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】
重點(diǎn)：(1)細胞膜的成分和功能。(2)細胞膜對于細胞這個(gè)生命系統的重要意義。
難點(diǎn)：(1)體驗用哺乳動(dòng)物紅細胞制備細胞膜的方法。(2)認同細胞膜對于細胞這個(gè)生命系統的重要意義。
【VR教學(xué)過(guò)程】
一、課堂導入
不管是微小的細菌還是參天大樹(shù)和龐大的鯨魚(yú)都是由細胞構成的。引用翟中和院士的一句話(huà):我確信哪怕一個(gè)最簡(jiǎn)單的細胞,也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧。通過(guò)初中內容的學(xué)習,我們知道細胞的基本結構包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核。
【提問(wèn)】科學(xué)家用顯微注射器將一種叫伊紅的物質(zhì)注入變形蟲(chóng)體內,伊紅很快擴散進(jìn)整個(gè)細胞,卻不能逸出細胞。這說(shuō)明了什么問(wèn)題?
任何系統都有邊界。細胞作為一個(gè)完整的系統,它是有邊界的。那么細胞作為最基本的生命系統,它與外界的邊界是?
【學(xué)生回答】細胞膜。
二、講授新課
(一)細胞膜的成分
1.體驗制備細胞膜的方法
【過(guò)渡】今天我們就一起來(lái)研究一下最基本的生命系統細胞的邊界—細胞膜。要研究細胞膜,必須先獲得細胞膜。我們選取什么樣的材料來(lái)獲取細胞膜呢?
【屏幕顯示】動(dòng)物細胞、植物細胞、細菌。
【學(xué)生活動(dòng)】回答:動(dòng)物細胞,說(shuō)明理由:動(dòng)物細胞沒(méi)有細胞壁。
【提問(wèn)】動(dòng)物細胞的種類(lèi)多種多樣,應該選擇哪種動(dòng)物細胞呢?
【屏幕顯示】哺乳動(dòng)物成熟紅細胞、蛙的紅細胞、人的口腔上皮細胞。
【學(xué)生活動(dòng)】根據預習情況回答出哺乳動(dòng)物成熟紅細胞。并回答理由。
【講解】哺乳動(dòng)物成熟紅細胞沒(méi)有細胞核和其他復雜細胞器。意義是:為血紅蛋白運輸氧氣騰出更多的空間。
【提問(wèn)】有了實(shí)驗材料后,我們采用什么樣的方法破壞細胞獲得細胞膜呢?
【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生在老師引導下進(jìn)行討論得出不同答案:用針扎,用鑷子剝下,等等。
【講解】用針扎和用鑷子剝下都不可行,因為細胞太小了。
【屏幕顯示】紅細胞在高滲溶液中、等滲溶液中和低滲溶液中的狀態(tài)
【提問(wèn)】要得到紅細胞的細胞膜,應該把紅細胞置于高濃度溶液還是低濃度溶液中?
【學(xué)生活動(dòng)】回答:低濃度溶液中。
【講解】實(shí)驗方法:紅細胞吸水漲破。實(shí)驗原理:滲透作用原理。
引導學(xué)生閱讀教材的獲取細胞膜的“方法步驟”
【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生閱讀教材的“方法步驟”
【屏幕顯示】分布圖示步驟
【講解】體驗制備細胞膜的步驟。
【提問(wèn)】漲破的細胞膜和其它物質(zhì)混合在一起,我們如何獲取較純的細胞膜呢?
【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生積極思考討論回答問(wèn)題,并得出離心的方法。
【屏幕顯示】離心機及其工作原理
【提問(wèn)】如果上述實(shí)驗在試管中進(jìn)行,實(shí)驗步驟是怎樣的?
【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生積極思考并分組討論,回答問(wèn)題。
【講解】取哺乳動(dòng)物的紅細胞制備紅細胞稀釋液,往試管中滴加清水,待紅細胞吸水漲破之后,用離心的方法,取離心管的沉淀物。
2.細胞膜的成分
【過(guò)渡】科學(xué)家將這樣提純獲得的細胞膜進(jìn)行進(jìn)一步的研究分析,以此來(lái)鑒定細胞膜的化學(xué)成分和含量。我們一起來(lái)看一看科學(xué)家做了怎樣的實(shí)驗。請大家看資料分析一:
【屏幕顯示】資料分析1: ①1859年,歐文頓選用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的研究。發(fā)現凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),容易穿過(guò)膜,反之 ,不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),也不易穿過(guò)膜。
教師提示相似相溶原理,以問(wèn)題串的方式引導學(xué)生分析資料
【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生閱讀資料,思考、分析,在教師引導下得出:因為脂質(zhì)能溶于細胞膜中的脂質(zhì),所以可以穿過(guò)細胞膜。所以細胞膜中含有脂質(zhì)
【過(guò)渡】細胞膜中除了脂質(zhì)還有別的成分嗎?科學(xué)家并沒(méi)有停止他們探究的步伐。我們一起來(lái)看科學(xué)家又做了怎樣的實(shí)驗。
【屏幕顯示】資料分析2:科學(xué)家對細胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現,細胞膜會(huì )被蛋白酶分解。
蛋白酶是生物體內普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)。設問(wèn)引導學(xué)生分析材料得出結論。
【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生閱讀資料,思考、分析,討論總結出結論:細胞膜中含有蛋白質(zhì)。
【講解】細胞膜中主要含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì),此外還含有少量的糖類(lèi)。他們的含量分別是脂質(zhì)(約50%)蛋白質(zhì)(約40%)糖類(lèi)(約2% -10%)。在組成細胞膜的脂質(zhì)中,磷脂含量最多,是建構細胞膜結構的主要成分。蛋白質(zhì)在細胞膜行使功能中期重要作用,功能越復雜的細胞膜,蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數量就越多。如細胞癌變,膜上的蛋白質(zhì)種類(lèi)及含量發(fā)生變化,并可經(jīng)醫學(xué)檢測出來(lái)。
【屏幕顯示】打開(kāi)VR教學(xué)資源視頻環(huán)節：高中生物——生命基礎——細胞膜的生理機能
【屏幕顯示】打開(kāi)VR教學(xué)資源互動(dòng)環(huán)節：高中生物——生命基礎——細胞膜的生理機能，
按照課件上的指導進(jìn)行操作，讓學(xué)生了解細胞膜中各物質(zhì)的功能。
三、課堂小結
通過(guò)今天的學(xué)習,我們體驗了制備細胞膜的方法,了解了細胞的成分和功能。
下面進(jìn)行復習提問(wèn)。
【提問(wèn)】1.體驗制備細胞膜的實(shí)驗中,為什么選擇哺乳動(dòng)物的紅細胞為實(shí)驗材料?實(shí)驗原理是什么?
細胞膜的主要成分是什么?
細胞膜的功能是什么?
【學(xué)生活動(dòng)】討論并回答。
四、布置作業(yè)
書(shū)本練習。