高中生物：高中生物“細(xì)胞膜和細(xì)胞壁”教學(xué)設(shè)計(jì)

高中生物“細(xì)胞膜和細(xì)胞壁”教學(xué)設(shè)計(jì)

浙江省嘉善高級(jí)中學(xué)江生

一、教學(xué)理念

本節(jié)課在建構(gòu)主義理論下進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)

單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。學(xué)生是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)的意義，這種建

構(gòu)是無(wú)法由他人來(lái)代替的；學(xué)習(xí)不是被動(dòng)接收信息刺激，而是主動(dòng)地建構(gòu)意義。外部信息本

身沒(méi)有什么意義，意義是學(xué)習(xí)者通過(guò)新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)間的反復(fù)的、雙向的相互作用過(guò)程而建構(gòu)

成的；學(xué)習(xí)意義的獲得，是每個(gè)學(xué)習(xí)者以自己原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)新信息重新認(rèn)識(shí)和

編碼，建構(gòu)自己的理解；同化和順應(yīng)，是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的兩種途徑或方式。同化

是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的量變，而順應(yīng)則是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的質(zhì)變。同化一順應(yīng)一同化一順應(yīng)……循環(huán)往復(fù)，

相互交替，人的認(rèn)知水平的發(fā)展，就是這樣的一個(gè)過(guò)程。學(xué)習(xí)過(guò)程不是簡(jiǎn)單的信息輸入、存

儲(chǔ)和提取，是新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間的雙向的相互作用過(guò)程，也就是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境之間互動(dòng)

的過(guò)程。

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者要想完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，即達(dá)到對(duì)該知識(shí)所反映事物的

性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其它事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者去感受、去

體驗(yàn)，而不是僅僅聆聽(tīng)教師的介紹和講解。所以在導(dǎo)入時(shí)本人采取了實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入，讓學(xué)生真真

切切觀察到玉米籽粒的著色情況，真真切切的感受到細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性。本節(jié)課以科學(xué)實(shí)

驗(yàn)為主線貫穿始末，由實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入一科學(xué)史教學(xué)，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生也像科學(xué)家一樣親身經(jīng)歷

細(xì)胞膜的模型構(gòu)建過(guò)程，體驗(yàn)了學(xué)家探究之路。教學(xué)設(shè)計(jì)在突出學(xué)科特點(diǎn)的同時(shí)滲透了“結(jié)

構(gòu)決定功能”“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的辯證唯物主義觀點(diǎn)。這樣不僅強(qiáng)化知識(shí)結(jié)論的形成過(guò)

程，完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，使學(xué)生能感受到形成知識(shí)的樂(lè)趣，更有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)

的思維方式和能力，同時(shí)也符合高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“提高生物科學(xué)素養(yǎng)，面向全體學(xué)

生，倡導(dǎo)自主、探究和合作性學(xué)習(xí)”這一理念，本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了該理念。

二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析

細(xì)胞是生物新陳代謝結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。細(xì)胞膜位于細(xì)胞表面，是將細(xì)胞與外界環(huán)

境區(qū)分開(kāi)的界面,對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定，控制細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)出等起著重要作用。

細(xì)胞內(nèi)部的核被膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，它們都有膜結(jié)構(gòu)，這些單位膜的化學(xué)組成

相似，基本結(jié)構(gòu)大致相同。它是后面學(xué)習(xí)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸和學(xué)習(xí)具有膜的細(xì)胞器等內(nèi)容的基

礎(chǔ)。而各種化學(xué)成分并不能單獨(dú)表現(xiàn)出生命活動(dòng)，對(duì)于組成細(xì)胞膜的各種化合物如何有序組

合而形成完整的結(jié)構(gòu)，以及表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的功能這些內(nèi)容是學(xué)生首次接

觸的，是本節(jié)學(xué)習(xí)的主要任務(wù)。其中重點(diǎn)是質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)，難點(diǎn)是質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型。

三'學(xué)習(xí)者分析

學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞，知道了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，知道細(xì)胞膜作為生命邊界系統(tǒng)的相關(guān)知

識(shí)，以及前一節(jié)課的學(xué)習(xí)，為本次課進(jìn)一步深入奠定了基礎(chǔ)。高中生已具備了一定的學(xué)習(xí)和

認(rèn)知能力，但還不夠完善，尤其對(duì)科學(xué)的探索過(guò)程以及結(jié)論的形成缺乏正確的認(rèn)識(shí)，需要進(jìn)

一步提高和完善。由于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)都是肉眼看不見(jiàn)的，比較抽象，學(xué)生難

以理解。在教學(xué)中應(yīng)該將前面的活動(dòng)很好的利用，還采取多媒體技術(shù)，展示細(xì)胞膜和細(xì)胞壁

的結(jié)構(gòu)模式圖，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將微觀的內(nèi)容具體化、形象化，有助于學(xué)生理解。采

用讓學(xué)生動(dòng)手繪圖的方法，讓學(xué)生體會(huì)建立模型的科學(xué)思想并更深層次理解細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲

嵌模型。

四、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

1.概述細(xì)胞膜的“流動(dòng)鑲嵌模型”的基本內(nèi)容。

2.舉例說(shuō)出細(xì)胞膜的選擇透性。

3.說(shuō)出植物細(xì)胞壁的組成和生理作用。

能力目標(biāo)

1.運(yùn)用對(duì)照方法于課堂實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.利用分析、綜合、比較的科學(xué)思維方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和演示能分析現(xiàn)象、得出結(jié)論，提高

解決問(wèn)題的能力。

3.分析磷脂分子在不同條件下的排列方式，提高運(yùn)用和處理信息能力。

4.嘗試一步一步地分析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，親歷科學(xué)家探索的歷程，從而切身感受科學(xué)的

魅力，并加深對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法的理解。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.探討質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)同生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生物學(xué)觀點(diǎn)，樹(shù)立辯證唯物主義觀

點(diǎn)。

2.探討細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史，認(rèn)同科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，激發(fā)探求生命科學(xué)奧秘的興趣。

3.體驗(yàn)建立模型是解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一。

五、教學(xué)重難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)：質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)：質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型。探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適

應(yīng)的觀點(diǎn)。

六、教學(xué)方法

采用問(wèn)題研討法、情境教學(xué)法、討論法、多媒體演示等。

課時(shí)安排為2課時(shí)（含活動(dòng)）。

七、教學(xué)過(guò)程

教學(xué)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖

（-）引【情景導(dǎo)入】在大家的桌上有兩個(gè)培養(yǎng)【實(shí)驗(yàn)操作】學(xué)生按教材

入新課皿甲和乙（甲中放著兩粒泡漲的玉米籽實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并觀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察活種

粒，乙中放著兩粒泡漲并煮熟的玉米籽察現(xiàn)象。子與死種子染色情

粒），稀釋20倍的紅墨水，鑲子，刀片，況的不同，得出活細(xì)

裝有清水的燒杯和廢液缸?，F(xiàn)在請(qǐng)大家胞吸收物質(zhì)的選擇

動(dòng)手將這兩組玉米種子的胚進(jìn)行染色，性。

它們的結(jié)果是否相同？

染色期間，教師多媒體呈現(xiàn)：

科學(xué)家用顯微注射器將一種叫做伊紅的交流討論

物質(zhì)注入變形蟲(chóng)體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到學(xué)生回答教師引導(dǎo)，共同

整個(gè)細(xì)胞,卻不能逸出細(xì)胞。得出：細(xì)胞作為一個(gè)完整

伊紅為什么不會(huì)逸出細(xì)胞？的系統(tǒng)，它有邊界一一細(xì)

此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？胞膜。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)，展示驗(yàn)證活細(xì)胞吸收物

質(zhì)的選擇性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

【提問(wèn)】1.為什么這兩組籽粒的胚著色學(xué)生交流討論，教師幫助體會(huì)實(shí)驗(yàn)是解決生

情況不同？歸納：物學(xué)問(wèn)題的常用方

1.“紅墨水分子”可以進(jìn)法

2.是不是周圍物質(zhì)都不能進(jìn)入到活細(xì)胞入死細(xì)胞內(nèi)部而不能進(jìn)

內(nèi)部？入活細(xì)胞的內(nèi)部。

（二）細(xì)【小結(jié)】活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性。2水分子可以進(jìn)去。

胞膜的選活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性與在細(xì)胞最

擇透性外層的細(xì)胞膜（質(zhì)膜）有關(guān)的。

【問(wèn)題引導(dǎo)】質(zhì)膜的選擇透性到底是如

何選擇呢，我們知道結(jié)構(gòu)與功能是相統(tǒng)

一的，這需要從它的結(jié)構(gòu)談起，科學(xué)家

常常會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并設(shè)想出一些模型

來(lái)解釋。

材料一：1895年，歐文頓曾用500多種

（三）細(xì)化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)

胞膜的結(jié)過(guò)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通

構(gòu)透性不一樣：凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，

比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易進(jìn)入細(xì)胞

膜。你可以得出什么結(jié)論？通過(guò)交流討論，得出結(jié)

教師用多媒體展示歐文頓的結(jié)論：細(xì)胞論：根據(jù)相似相溶性原

膜是由一層連續(xù)的脂類物質(zhì)所組成。理，細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組

成。

【講述】教師明確提出磷脂分子是構(gòu)成

1.脂雙層細(xì)胞膜的主要成分。供給學(xué)生磷脂分子

的模式圖片并進(jìn)行適當(dāng)說(shuō)明。

【活動(dòng)】

根據(jù)歐文

頓的結(jié)

論，學(xué)生

嘗試畫(huà)出

磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

磷脂分子

在以下情況中的排列方式：

1.磷脂分子在空氣一一水界面上鋪展成探究磷脂分子在不

單分子層同條件下的排列方

2.磷脂分子置于水中（單層形式）式，運(yùn)用信息于處理

【問(wèn)題引導(dǎo)】生命活動(dòng)離不開(kāi)水，細(xì)胞【活動(dòng)】問(wèn)題中，提高解決問(wèn)

生活在液體環(huán)境中，細(xì)胞的內(nèi)部也是液題能力。

體的。

【活動(dòng)】學(xué)生畫(huà)出內(nèi)外都是水的情況下,

磷脂分子的排列方式

討論歐文頓的結(jié)論：

細(xì)胞膜是由一層連續(xù)的脂類物質(zhì)所組交流討論，根據(jù)材料推結(jié)

成，是否成立？論：細(xì)胞膜是由脂雙層組

成，并不是一層脂類物質(zhì)

所組成，也不是多層組

成。質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)同

【問(wèn)題引導(dǎo)】大家的結(jié)論與科學(xué)家的結(jié)生物體結(jié)構(gòu)與功能

論比較，有何區(qū)別？到底誰(shuí)合理，我們相統(tǒng)一的生物學(xué)觀

一起來(lái)看一個(gè)比歐文頓晚40年的實(shí)驗(yàn)。點(diǎn)，樹(shù)立辯證唯物主

義觀點(diǎn)

材料二：1925年,E.Gorter和F.grendel

兩位荷蘭科學(xué)家用有機(jī)溶劑丙酮從人的

紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣--水界面上

鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積構(gòu)建脂雙層模型--單位

恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。膜模型

【小結(jié)】由脂雙層組成的膜稱為單位膜，

脂雙層中的任何一層都不能稱為膜。由

此可見(jiàn)歐文頓的結(jié)論說(shuō)細(xì)胞膜是由一層

連續(xù)的脂類物質(zhì)所組成并不準(zhǔn)確。

人的消化液中含有許多能夠水解蛋白質(zhì)

的物質(zhì)，稱為蛋白酶。用蛋白酶處理細(xì)

胞膜，會(huì)使細(xì)胞膜分解。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，

你對(duì)膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識(shí)是否還有

新的結(jié)論？

蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？請(qǐng)學(xué)

生推測(cè)

材料三：電子顯微鏡用電子束照射被檢

樣品。由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而嘗試一步一步地分

產(chǎn)生不同散射度。由于蛋白質(zhì)電子密度學(xué)生討論，推測(cè)：膜中可析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和

高，所以顯暗帶，磷脂分子則電子密度能還含有蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)論，親歷科學(xué)家探

低呈亮帶。索的歷程，從而切身

感受科學(xué)的魅力，并

1959年，羅伯特森提出了質(zhì)膜的“單位加深對(duì)科學(xué)過(guò)程和

2.膜蛋白膜”結(jié)構(gòu)模型,認(rèn)為生物膜是由“蛋白質(zhì)方法的理解。

一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一學(xué)生歸納：把生物膜描述

結(jié)構(gòu)。為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)

_,細(xì)胞股?結(jié)構(gòu)的電鏡照片

［沽動(dòng)）欣小千慳工〃衣工況的3仲溫

度升高到一定程度，細(xì)胞膜厚度減小面學(xué)生推論：

積增大的動(dòng)畫(huà)。細(xì)胞膜應(yīng)該是流動(dòng)的，

請(qǐng)觀察細(xì)胞的活動(dòng)，想想細(xì)胞膜是靜止“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白

的嗎？質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一

結(jié)構(gòu)的模型構(gòu)建不行

【講述】冰凍蝕刻電子顯微法：科學(xué)家

將質(zhì)膜冰凍，然后將其撕裂，發(fā)現(xiàn)撕裂

面上有許多顆粒，即蛋白質(zhì)。后來(lái)通過(guò)

相關(guān)研究表明，蛋白質(zhì)鑲嵌、覆蓋或者

貫穿于脂雙層中，內(nèi)在膜蛋白露出膜外結(jié)論：蛋白質(zhì)在膜中的分

的部分含較多的極性氨基酸，屬親水性，布是不對(duì)稱的

與磷脂分子的親水頭部鄰近；嵌入脂雙蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨

層內(nèi)部的膜蛋白由一些非極性的氨基酸在脂雙層中。

組成，與脂質(zhì)分子的疏水尾部相互結(jié)合，

因此與膜結(jié)合非常緊密。

材料四：展示1970年弗雷和埃迪登的人

--鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)：熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)

（注意：應(yīng)在不破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，保持細(xì)

胞活性的情況下觀察。）

問(wèn)題：人細(xì)胞與鼠細(xì)胞為什么能融合？

這個(gè)過(guò)程發(fā)生了什么變化？是進(jìn)行怎樣

的結(jié)果？這個(gè)實(shí)驗(yàn)反映了細(xì)胞膜的什么

特點(diǎn)？結(jié)論：這是蛋白質(zhì)分子

（四）細(xì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，體現(xiàn)出細(xì)胞

胞膜的流【小結(jié)】磷脂分子能側(cè)向滑動(dòng)，蛋白質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；具有一定

動(dòng)性分子也可以移動(dòng)的，所以質(zhì)膜就像是流的流動(dòng)性。

體一樣，具有流動(dòng)性。這是細(xì)胞膜的一

大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的這種移動(dòng)，會(huì)

不會(huì)使質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)變的很不穩(wěn)定呢？

我們前面學(xué)過(guò)，質(zhì)膜中還有一類脂質(zhì)？

膽固醇不像磷脂和蛋白質(zhì)分子那樣會(huì)移

動(dòng)，它在細(xì)胞膜中是一種“剛性”的成

分。剛性的膽固醇夾雜在細(xì)胞膜中，限

制了磷脂的流動(dòng)。所以，質(zhì)膜具有流動(dòng)

性，但這種流動(dòng)性是有限度的，我們叫

做一定的流動(dòng)性，同時(shí)質(zhì)膜又是比較堅(jiān)

實(shí)。

【講述】盡管近年來(lái)政府與社會(huì)一直提

倡推廣食用無(wú)膽固醇食品，但我們必須

認(rèn)識(shí)到膽固醇仍然是食物中必須攝取的

一部分，因?yàn)樗诒３旨?xì)胞膜的穩(wěn)定性

方面起著重要的作用。

【活動(dòng)】根據(jù)今天所獲得的信息，你能樹(shù)立辯證唯物主義

否構(gòu)建一個(gè)細(xì)胞膜模型？畫(huà)出細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型觀點(diǎn)

簡(jiǎn)圖（流動(dòng)鑲嵌模型）

（與老師之后呈現(xiàn)的流

動(dòng)鑲嵌模型進(jìn)行比對(duì)）

材料五：1972年，桑格和尼克森構(gòu)建

模型：流動(dòng)鑲嵌模型師生一起歸納基本內(nèi)容嘗試構(gòu)建模型

【活動(dòng)】在生物膜模型的建立和完善過(guò)

程中，你受到哪些啟示？學(xué)生討論

【小結(jié)】建模的基本方法

【問(wèn)題】：從細(xì)胞膜的位置和結(jié)構(gòu)以及其

特點(diǎn)分析細(xì)胞膜的功能及各種組分的作

用。指導(dǎo)學(xué)生閱讀膜中各種組分的作用。學(xué)生看書(shū)，并回答有關(guān)問(wèn)

題

流動(dòng)鑲嵌模型把細(xì)胞膜形容為細(xì)胞的彈

（五）植物性邊界。但是植物細(xì)胞、真菌、細(xì)菌和

細(xì)胞壁一些原生生物還有一層邊界--細(xì)胞壁。1.細(xì)胞壁的主要成分、作

【思考】閱讀課本相關(guān)知識(shí)，用：主要成分--纖維素；進(jìn)行自學(xué)，收集信

1.了解細(xì)胞壁的主要成分、作用。作用--支持和保護(hù)。息，歸納總結(jié)能力得

2.細(xì)胞壁是否與細(xì)胞膜一樣都有選擇透2.水、離子和其他分子都到提高。

性？極易通過(guò)纖維之間的空

【小結(jié)】不同細(xì)胞的細(xì)胞壁成分不同，隙，與選擇透性無(wú)關(guān)。

真菌的細(xì)胞壁主要成分是幾丁質(zhì)；細(xì)菌

是肽聚糖。

（六）教多媒體展示（題目附后）反饋和鞏固

學(xué)反饋

附：（六）教學(xué)反饋，多媒