資源簡介

《細胞膜的結構與功能》教學設計
一、教材分析
本節課是人教版生物學《必修1·分子與細胞》第三章第一節的
內容，安排在糖類、脂質和蛋白質等有機化合物之后，又是細胞的基本結構開篇之作，主要包括細胞膜的功能、對細胞膜結構的探索、流
動鑲嵌模型的基本內容3部分。細胞膜成分、結構和功能的學習有助
于學生理解有機物如何構建細胞結構，促使學生初步形成結構與功能
相適應的生命觀念 ，同時又是學習生物膜系統、物質進出細胞方式
的基石。科學史的學習能夠使學生領悟“提出假說”這一科學研究方法，使學生認同科學理論的形成是一個科學精神、科學思維和技術手段結合下不斷修正與完善的過程。
二、學情分析
高一學生在本節課前已經了解細胞組成的元素和化合物，例如與細胞膜結構成分有很大關系的磷脂、蛋白質、糖類的結構和功能，具有相關的基礎知識。但是細胞是看不見摸不著的，關于細胞的內容學生常常感覺距離自己的生活很遙遠，所以缺乏直觀感知。通過聯系生活中的小常識，小實驗以及模型構建，增進學生的感性認識，提高學生的學習興趣。
教學目標的確定
第一課時目標：
1.從系統與環境角度，闡釋細胞膜作為系統的邊界所具有的功能。
2.通過對伊紅注射入變形蟲以及臺盼藍鑒別死活細胞的實驗結果的觀察感受、分析并概述細胞膜作為邊界的功能；
3.通過分析對細胞膜的成分的探索歷程資料，基于事實、證據進行推理并概括細胞膜的組成成分。
第二課時目標：
1.通過對不同細胞膜結構模型的比較，闡釋“流動鑲嵌模型”的內容。
2.通過分析細胞膜結構模型建立過程資料，基于事實和證據進行推理和論證，體會“提出假說→觀察、實驗探究證實或證偽→修正、完善假說”的過程，加深對“模型與建模”的理解，感悟探索精神、科學思維、實驗探究和技術的進步對于科學發展的推動作用。
3.通過“利用廢舊物品制作生物膜模型”的課后實踐活動，直觀感受細胞膜有序的結構，通過模型制作體驗活動體會模型構建過程。
4.通過“脂質體藥物”分析，體會科學研究與社會健康生活之間的緊密聯系，體會學以致用，增強社會責任感。
四、教學重點難點
第一課時：
教學重點：
闡明對細胞膜的功能。
教學難點：
闡明磷脂的結構與細胞膜結構的聯系；闡明科學家對細胞膜的成分的探索過程。
第二課時：
教學重點：
流動鑲嵌模型的主要內容。
教學難點：
細胞膜的組分、結構與功能的聯系。
教學設計思路
基于學生對生物結構認知的特點，可設計教學步驟：
分析組成成分→探究各成分在結構中的位置→對其分布位置作用的分析→形成結構決定功能的觀點。
在教學中，以此作為教學的主線，重組教材所給的資料，引導學生辯證性地對各科學家的研究結果進行研讀，并提出需要進一步探究的方向，最終形成流動鑲嵌模型的完整結構，然后對其結構與相關功能的對應關系展開分析討論，最終 實現學生形成結構與功能相適應的認知。
教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
第一課時
創設情境，導入新課 根據學生初中對細胞的學習經驗，展示細胞的圖片，帶領學生從系統的角度去認識細胞，讓學生體會作為系統的邊界，細胞膜應該為細胞提供強有力的保障，通過強大的功能與微薄的結構的強烈對比，激發學生探究細胞膜的興趣。 通過分析，使學生初步體會到細胞膜作為系統的邊界，一定也需要組成細胞的膜的分子有機結合在一起，形成有序的結構，才能發揮細胞膜的功能。
任務1：認識細胞膜的功能 教師展示伊紅注入變形蟲和臺盼藍染死活細胞的實驗結果，引導學生推測細胞膜具有分隔和控制物質進出的功能，思考兩個功能是否矛盾，思考細胞膜發揮功能的前提以及相對性。 教師引入躲避傷害過程中細胞間相互配合的例子，引導學生分析細胞之間的信息交流功能。 教師結合教材細胞間信息交流的圖片，總結細胞膜在細胞間多種信息交流的方式中起了重要作用。 學生根據實驗結果，思考、分析討論，并回答問題。 學生分析討論得出信號分子是細胞間交流的語言，細胞膜在細胞信息交流中具有重要作用。 學生閱讀教材，結合教師講解，理解細胞間信息交流的方式中細胞膜的功能，體會多細胞生物是一個“繁忙”的社會。 學生通過實例和情景，感知細胞膜的存在，理解細胞膜的分隔作用、控制物質進出和信息交流的作用；體會多細胞生物是一個繁忙而有序的細胞“社會”，細胞膜的信息交流是實現細胞間分工合作，完成各項復雜生命活動的前提。
任務2： 對細胞膜成分的探索 教師展示歐文頓實驗資料，引導學生分析結果結論，并判斷歐文頓的認識是推測還是鑒定。 教師展示科學家對膜成分的鑒定結果以及磷脂的分子結構。 教師引導學生推測朗繆爾實驗中磷脂分子在水-空氣界面中和水中的分布情況，并推測其在細胞膜中的真實分布情況及層數，引導學生設計實驗證明自己的推測，再用戈特和格倫德爾的實驗進行佐證。 教師展示表面張力的實驗資料，引導學生思考現象背后的原因。 教師展示幾種類型細胞的膜成分含量比例，引導學生觀察比較。 教師小結細胞膜的成分。 學生分析討論得出答案。 學生結合圖片和教師的講解，認識磷脂分子的特點。 學生根據磷脂分子的特性對磷脂分子在不同環境中的分布以及細胞膜中的分布進行模擬和推導，同時借鑒朗繆爾的實驗對磷脂在細胞膜中的分布層數進行設計并驗證。 學生分析得出細胞膜中除有脂質外，可以還吸附有蛋白質。 學生從數據中比較出幾類細胞膜的成分含量的共性及差異并簡單闡明可能的原因。 結合教材“科學家對細胞膜成分的探索歷程”與補充資料，通過問題串引導學生思考、分析得出細胞膜的成分，并通過對磷脂特點的分析，初步對其在質膜中的排布方式進行推測。學生在體驗科學史探究過程中，逐步訓練科學思維和科學探究能力。
第一課時小結 1.細胞是一個基本的生命系統，細胞膜是這個微觀生命系統的邊界。 2.細胞膜不僅把細胞與外界環境分隔開，還具有控制物質進出細胞、進行細胞間信息交流等作用。 3.細胞膜主要由脂質和蛋白質組成，此外，還有少量糖類。
第二課時
任務1：對細胞膜結構的探索 一、蛋白質-脂質-蛋白質模型 教師展示羅伯特森在電鏡下觀察的細胞膜的“暗-亮-暗”圖像，以此引出細胞膜的蛋白質-脂質-蛋白質的靜態膜結構模型。并結合生物膜成分比例數據，引導學生分析思考該模型能解釋膜的哪些功能？不能解釋哪些功能？ 教師進一步展示電鏡下三層結構和人工脂雙層的厚度數據的補充資料，引導學生思考蛋白質和磷脂雙分子層之間的關系。 二、流動鑲嵌模型 教師展示并詳細闡述冰凍蝕刻技術對膜結構研究的發現。 教師展示并詳細闡述人鼠細胞融合實驗，展示磷脂分子側向運動示意圖，引導學生體驗科學家證明蛋白質和磷脂分子運動的探究過程。 教師展示流動鑲嵌模型的具體內容。回扣細胞膜的功能，讓學生體會細胞膜的成分與結構是如何與功能相適應的。 三、教師總結假說的提出和模型的構建過程。 學生閱讀資料討論分析得出該模型的優點與不足。 師生共同梳理匯總模型的不足之處。 學生結合教師講解，對蛋白質在磷脂雙分子層中的分布有直觀的認識，同時體會到技術對科學家認識膜結構的推動作用。 學生結合教師講解，思考分析得出結論，并推翻了三明治模型對蛋白質是靜態的描述。討論總結流動鑲嵌模型的要點。 學生梳理體會組成細胞膜的分子、分子結構與細胞膜結構與細胞膜功能的關系。 由細胞膜成分的研究過渡到對細胞膜結構的探索。結合科學探究過程和相關問題，引導學生理解“模型與建模”，概括出“流動鑲嵌模型”的要點。學生通過體驗探究，學習“提出假說”的科學方法，培養根據現象證實或證偽的科學思維和科學探究能力，并認同“結構與功能相適應”的觀念。 同時體會到科學理論的研究、發展離不開技術的進步；科學是在不斷的提出假說,驗證假說,在證實和證偽中發展、完善。
任務2：拓展應用 教師展示脂質體的拓展應用資料，評估學生對所學的理解。 學生根據所學，分析討論回答相應問題。 通過拓展應用，感受細胞膜在生活健康領域的實際應用，感受基礎科學研究與技術的發展為人們生活帶來的改變，培養社會責任意識。
任務3： 生物膜模型的制作 教師引導學生在課后實踐活動中，發掘身邊的可利用的廢舊物品，進行生物膜模型的構建。提出問題引導學生思考：哪些材料能夠更好地體現細胞膜的結構特點？ 學生制作模型，直觀感受體驗細胞膜成分構建膜的空間結構的過程。 通過生物膜模型的制作，鍛煉動手能力，增加對模型和建模過程的理解。
第二課時課堂小結

展開更多......

收起↑