【VR課堂】高中生物《細胞膜系統的邊界》

時間：2023-03-10 來源：云幻科教

【VR教學目標】

知識目標

簡述細胞膜的成分和功能

過程與方法

初步嘗試用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的實驗,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,對于細胞這個生命系統的重要意義。

(2)通過實驗,學生學會相互協作,并養成嚴謹治學的科學態度。

【教學重點與難點】

重點：(1)細胞膜的成分和功能。(2)細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。

難點：(1)體驗用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。(2)認同細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。

【VR教學過程】

一、課堂導入

不管是微小的細菌還是參天大樹和龐大的鯨魚都是由細胞構成的。引用翟中和院士的一句話:我確信哪怕一個最簡單的細胞,也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧。通過初中內容的學習,我們知道細胞的基本結構包括細胞膜、細胞質和細胞核。

【提問】科學家用顯微注射器將一種叫伊紅的物質注入變形蟲體內,伊紅很快擴散進整個細胞,卻不能逸出細胞。這說明了什么問題?

任何系統都有邊界。細胞作為一個完整的系統,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

【過渡】今天我們就一起來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獲取細胞膜呢?

【屏幕顯示】動物細胞、植物細胞、細菌。

【學生活動】回答:動物細胞,說明理由:動物細胞沒有細胞壁。

【提問】動物細胞的種類多種多樣,應該選擇哪種動物細胞呢?

【屏幕顯示】哺乳動物成熟紅細胞、蛙的紅細胞、人的口腔上皮細胞。

【學生活動】根據預習情況回答出哺乳動物成熟紅細胞。并回答理由。

【講解】哺乳動物成熟紅細胞沒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】有了實驗材料后,我們采用什么樣的方法破壞細胞獲得細胞膜呢?

【學生活動】學生在老師引導下進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

【提問】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?

【學生活動】回答:低濃度溶液中。

【講解】實驗方法:紅細胞吸水漲破。實驗原理:滲透作用原理。

引導學生閱讀教材的獲取細胞膜的“方法步驟”

【學生活動】學生閱讀教材的“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】漲破的細胞膜和其它物質混合在一起,我們如何獲取較純的細胞膜呢?

【學生活動】學生積極思考討論回答問題,并得出離心的方法。

【屏幕顯示】離心機及其工作原理

【提問】如果上述實驗在試管中進行,實驗步驟是怎樣的?

【學生活動】學生積極思考并分組討論,回答問題。

【講解】取哺乳動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

【過渡】科學家將這樣提純獲得的細胞膜進行進一步的研究分析,以此來鑒定細胞膜的化學成分和含量。我們一起來看一看科學家做了怎樣的實驗。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多種化學物質對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發現凡是易溶于脂質的物質,容易穿過膜,反之 ,不易溶于脂質的物質,也不易穿過膜。

教師提示相似相溶原理,以問題串的方式引導學生分析資料

【學生活動】學生閱讀資料,思考、分析,在教師引導下得出:因為脂質能溶于細胞膜中的脂質,所以可以穿過細胞膜。所以細胞膜中含有脂質

【過渡】細胞膜中除了脂質還有別的成分嗎?科學家并沒有停止他們探究的步伐。我們一起來看科學家又做了怎樣的實驗。

【屏幕顯示】資料分析2:科學家對細胞膜化學成分深層分析發現,細胞膜會被蛋白酶分解。

蛋白酶是生物體內普遍存在的只對蛋白質分解起催化作用的物質。設問引導學生分析材料得出結論。

【學生活動】學生閱讀資料,思考、分析,討論總結出結論:細胞膜中含有蛋白質。

【講解】細胞膜中主要含有脂質和蛋白質,此外還含有少量的糖類。他們的含量分別是脂質(約50%)蛋白質(約40%)糖類(約2% -10%)。在組成細胞膜的脂質中,磷脂含量最多,是建構細胞膜結構的主要成分。蛋白質在細胞膜行使功能中期重要作用,功能越復雜的細胞膜,蛋白質的種類和數量就越多。如細胞癌變,膜上的蛋白質種類及含量發生變化,并可經醫學檢測出來。

【屏幕顯示】打開VR教學資源視頻環節：高中生物——生命基礎——細胞膜的生理機能

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