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2.1.1質膜具有一定的流動性 教學設計高中生物學北師大版(2019)必修1 分子與細胞(表格版)

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  1. 二一教育資源

2.1.1質膜具有一定的流動性 教學設計高中生物學北師大版(2019)必修1 分子與細胞(表格版)

資源簡介

課時教學設計
課題 重溫科學史路,探索質膜結構特性——質膜具有一定的流動性
課型 新授課 章/單元復習課□ 專題復習課□ 習題/試卷講評課□ 學科實踐活動課□ 其他□
1.教學內容分析
本課時內容對應課標概念1.1“細胞各部分結構既分工又合作,共同執行細胞的各項生命活動”中1.1.1“概述細胞都是由質膜包裹,質膜將細胞與其生活環境分開,能控制物質進出,并參與細胞間的信息交流”。 “質膜具有一定的流動性”是北師大版高中生物必修1《分子與細胞》第2章“細胞的結構與功能”第1節“質膜”中的內容。本節內容主要包括質膜具有一定的流動性、質膜控制物質進出、質膜參與細胞間的信息交流。本節內容上銜接著第一章“認識細胞”,在學生初步建立了細胞的多樣性和統一性的觀念以后,展開對細胞基本結構之一——質膜的深度學習,既是第一章內容的深度延展,也是研究細胞這一生命系統的第一步。此外,本節內容還是幫助學生建立結構與功能觀的關鍵一節,為學習后面的細胞的物質基礎等內容打下基礎。在學習本節課之前,學生對細胞基本結構的了解僅僅停留在最表面的層次,而“質膜具有一定的流動性”則是從其成分和結構出發來更深層次的理解質膜作為細胞這個生命系統邊界的原因。 本課時圍繞情景“重溫科學史路,探索質膜結構特性”來總結質膜具有一定的流動性的特點;另外,通過制作教具模型,幫助學生理解并構建質膜的流動鑲嵌模型,在構建模型的過程中,再次回歸到質膜的組成成分上,強化鞏固以達到理解質膜流動性的重要生理意義。
2.學習者分析
從大腦發育來看,教材讓學生開始從亞顯微結構、分子水平去學習生物,這是學生進入高中以后,大腦溝回加深所致,他們有了更加理性認識世界的需要;從學習的心理狀態來看,剛剛進入高中階段的學生,對生物學的興趣是很高的,他們對細胞內部更加細微的結構有著強烈的好奇心,這為學習這部分微觀層面的生物學知識有著良好的引導作用;從知識層面上來看,學生已經建立了細胞的多樣性和統一性的觀點,在初中階段通過顯微鏡觀察過一些細胞,掌握了一些關于細胞的基本結構的知識,知道細胞有質膜、細胞質、細胞核,但并未對它們的形態結構以及與之相適應的功能做出分析。所以,通過本節課教師創設的情景,在探索質膜成分的過程中,學生可以初步建立“結構與功能相適應”的觀念,并學會從深層次去理解和分析質膜具有流動性的原因。
3.學習目標確定
通過分析科學史材料如植物根毛實驗、多種細胞質膜成分分析、冷凍蝕刻技術質膜觀察實驗以及質膜熒光漂白恢復實驗等,總結質膜的主要成分以及質膜的結構特性。 通過對磷脂分子結構的學習,參考科學史資料,理解磷脂雙分子層作為質膜基本骨架的原因,感悟質膜結構中體現的結構與功能觀。 通過探究,搭建質膜的結構模型,進一步感受科學探究是一個曲折歷程,掌握科學探究的基本方法,提升科學探究能力,發展科學思維。 通過分析質膜在當今科學領域的研究成果,培養質膜模擬和改造造福人類的社會責任感。
4.學習重點難點
教學重點: 通過分析科學史材料,歸納總結出質膜的主要成分是磷脂和蛋白質,并說明其具有一定流動性的本質原因是由于磷脂雙分子層和大多數蛋白質的可流動性。 教學難點: 通過對磷脂分子結構的學習以及相關科學史材料分析,構建流動鑲嵌模型,理解流動鑲嵌模型的提出對解釋生命活動所具有的重要生理意義。
5.學習評價設計
1.基于課堂建構模型的過程性評價: 優秀——能夠建構出正確的流動鑲嵌模型,同時能夠結合模型準確表述各結構特點,舉例說明各項生命活動依附于此的重要生理意義 良好——能夠建構出正確的流動鑲嵌模型,同時夠結合模型準確表述各結構特點 合格——僅能夠建構出正確的流動鑲嵌模型 不合格——不能完成流動鑲嵌模型的構建 2.基于課后作業反饋的總結性評價。
6.學習活動設計
教師活動學生活動環節一:以生活為依托,再現真實情景,導入主題教師活動1 展示:生活中各種各樣圍墻的圖片。 提問:同學們都知道我們學校有自己的圍墻,醫院也有自己的圍墻,我們祖國的土地也有與其他國家的邊界線。那細胞作為一個最基本的生命系統,它是否也有自己的“圍墻”和“邊界”呢? 展示:臺盼藍染液染酵母細胞的實驗結果(實驗結果圖)以及細胞在受到針刺時的視頻。 講述:其實,細胞作為一個最基本的生命系統,它也有自己圍墻——質膜,同學們通過這個實驗的結果可以清楚的看到,有的細胞沒有藍色染劑進入,而有的細胞就有染劑進入,其實這就是質膜存在的結果。那質膜擔任著細胞“圍墻”這一角色,它到底由什么成分組成的呢?又長什么樣子呢?今天我們就一起來學習一下質膜的相關知識。學生活動1 觀看生活中所出現的各種圍墻和邊界,討論它們存在的意義。 聯系實驗結果,大膽的猜測,細胞最外層是否存在一層膜。 活動意圖說明:通過展示生活中學生所熟悉的實物,創設真實情景,從宏觀的實驗結果入手,提出本節課所要探究的主題,激趣增疑。環節二:重溫科學史,從證據入手,總結質膜的主要成分教師活動2 布置任務1: 閱讀資料,小組之間進行討論,并回答問題。 資料:科學家歐文頓以植物的根毛為實驗材料。用500多種化學物質及逆行了上萬次的實驗,發現脂溶性的物質更容易進入根毛細胞。(提示:相似相溶原理)。后來,科學家對哺乳動物的成熟的紅細胞和其他幾種細胞的質膜進行成分分析,得到下表所示的結果。 后來,科學家戈特和格倫德爾用丙酮(一種有機溶劑,可以溶解脂質)將人紅細胞質膜中的磷脂提取出來,在空氣—水界面上鋪成單分子層,去測單層分子層面積和紅細胞表面積,尋找其中的關系。實驗結果如下: 磷脂分子的結構如下: 問題: 通過閱讀資料,可以推測質膜的成分主要是什么? 結合磷脂分子的結構特性,磷脂分子在空氣—水界面上形成的單層磷脂分子層是怎樣的? 從表格數據可知,單層磷脂分子層面積與紅細胞表面積之間有什么關系?在形成質膜時又是怎樣排布的? 小結:質膜的主要成分是磷脂和蛋白質; 質膜中磷脂是雙層排列的(磷脂雙分子層)。學生活動2 完成任務1 閱讀資料,思考,完成學案中的相關內容。 展示答案,相互評價: 完善學案后,應該能夠初步體驗到科學探究之路的曲折,結合材料總結出質膜的主要成分是磷脂和蛋白質。 能夠明確科學研究是一個“收集證據—提出假設—收集更多證據—修正觀點”的過程。活動意圖說明:提供關于質膜成分的探索歷程資料,借助學生此階段心理特點,引導分析總結質膜的主要成分,一方面是讓學生學會分析材料,培養學生閱讀材料提煉觀點的能力,另一方面讓學生在一種探究的場景里切實的去感受生物學問題的解決方法,提升科學探究能力,發展科學思維。環節三:重溫科學實驗,建構質膜模型教師活動3 布置任務2: 講述:既然質膜的主要成分為磷脂和蛋白質,那這主要的兩種物質是以怎樣的方式結合在一起的呢? 閱讀資料,以小組為單位,探究質膜可能的結構。 提供材料:每個小組剪紙做的磷脂分子若干個,蛋白質剪紙若干,A4紙一張,膠棒一根。 資料:20世紀50年代,電子顯微鏡誕生,科學家用它來觀察細胞膜,用超薄切片技術獲得了清晰的紅細胞質膜的透射電鏡照片,電鏡照片顯示出質膜有3層結構:兩側著色較深,中間層著色較淺??茖W家提出了生物膜結構的“單位膜”模型,所有生物都是由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成。 但后來,科學家們利用冷凍蝕刻技術,用冷刀將質膜后斷開,升溫后暴露斷裂面,在電鏡下觀察到蛋白質的分布模型如下: 通過問題串,引導學生進行思維辨析: 1.質膜中有幾層磷脂分子?(回憶活動1) 2.資料中質膜的斷裂面模型圖說明蛋白質分子是均勻覆蓋在質膜兩側的嗎?如果不是,請總結一下蛋白質在質膜上的結合方式。 進行學生成果展示。學生活動3 小組合作,構建模型: 1.磷脂分子單層排列 2.磷脂分子雙層排列 3.磷脂分子雙層排列 學生討論回答: 1.質膜中有兩層磷脂分子。 2.說明蛋白質是不均勻分布在質膜上,有嵌入、貫穿和覆蓋?;顒右鈭D說明:以科學實驗為背景,問題為導向,引導學生進行模型建構,通過模型建構,讓學生體驗質膜各個結構之間的聯系和位置關系,激活學生理性思維,突破難點。環節四:借助實驗資料,辯證分析質膜結構特性——流動性教師活動4學生活動4布置任務3: 閱讀以下關于“質膜熒光漂白實驗”相關實驗,完成討論。 資料:科學家利用熒光分子標記細胞的膜蛋白,然后用高能激光束照射質膜的某一區域,是該區域熒光分子分子發生不可逆破壞,繼續觀察,會發現該區域會逐漸重新出現熒光。 問題:為什么該區域會重新出現熒光?這個現象可以說明什么結論? 展示:細胞分裂、變形蟲攝食、磷脂分子運動等動態圖,給學生以最直觀的感受。 小結:由于脂雙層和大多數蛋白質分子是可以運動的,因此質膜具有一定的流動性。 閱讀,觀看,討論 設計意圖說明:通過給學生展示科學實驗,回到探索質膜的結構特性上來,從各種實際的生命活動現象出發,加深學生對流動性的理解。環節五:開闊眼界,了解質膜前沿研究,深化理解教師活動5學生活動5講述:現代社會中,關于質膜的研究成果已經在很多領域投入了應用。如脂質體的運用,既可用于研究特定膜蛋白的功能,又可作為運載體,將藥物或DNA分子送到細胞內。 展示:關于脂質體的特異性運輸藥物的視頻 討論:1.運輸脂溶性藥物應該放在哪里? 運輸水溶性藥物應該放在哪里? 如何實現特異性運輸藥物的功能? 觀看視頻,展開討論 設計意圖說明:學生在此之前已經對質膜的結構有了一個整體的把握,也掌握了各組分的特性,將學生的視線從書本知識移向生活實際,在這個討論活動中,深化培養學生的結構與功能觀。此外,讓學生利用所學知識進行討論,培養學生的社會責任感。環節六:回顧課堂內容,進行課堂小結教師活動6學生活動6梳理質膜的組成成分、結構特點以及其結構特點所具有的生理意義。內化
7.板書設計

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