《3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》教學(xué)設(shè)計(jì)

《3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》教學(xué)設(shè)計(jì)一、前端分析教材分析本節(jié)課是高中生物人教版新教材必修1分子與細(xì)胞第三章第一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)包含內(nèi)容包括：細(xì)胞膜的功能、細(xì)胞膜成分探索歷程、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)探索歷程、細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型等基本內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)細(xì)胞中的化合物有具體化和結(jié)構(gòu)化的作用，又對(duì)物質(zhì)的輸入輸出做出了鋪墊，具有承上啟下的作用，內(nèi)容的編排按照“功能—結(jié)構(gòu)—功能”展開，有助于幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，同時(shí)呈現(xiàn)出探索過程中的“提出假說”這一科學(xué)研究法。教材變點(diǎn)及變化意圖分析1.舊教材先在第3章的第1節(jié)呈現(xiàn)細(xì)胞膜的成分和功能，然后在第4章的第2節(jié)中呈現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)。新教材將這兩節(jié)課合并為1節(jié)，放在第3章第1節(jié)“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”。對(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能以及細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型進(jìn)行了重新整合，由原屬于兩章不同節(jié)的內(nèi)容整合成一節(jié)。（這樣既符合教師的教學(xué)習(xí)慣，也能更好地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能觀）。2.刪除了體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)材料不容易得到，效果不理想）。3.刪除了與生活的聯(lián)系“癌細(xì)胞細(xì)胞膜成分的改變”（關(guān)于細(xì)胞癌變的知識(shí)已從必修1調(diào)整到必修2中；刪除了知識(shí)鏈接）。4.增加了以一句明確的描述“物質(zhì)運(yùn)輸?shù)鹊膶?shí)現(xiàn)有賴于膜的流動(dòng)性”（糾正教輔的錯(cuò)誤引導(dǎo)，主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸都也體現(xiàn)膜的流動(dòng)性）。5.糖被的表述更準(zhǔn)確。舊教材對(duì)糖被的表述容易讓人產(chǎn)生誤解，教輔中“糖被就是糖蛋白”的觀點(diǎn)橫行。新教材明確了糖被就是細(xì)胞膜外表面的糖。學(xué)情分析基于必修1前兩章的學(xué)習(xí)和初中相關(guān)的知識(shí)基礎(chǔ)，學(xué)生已知道細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)、組成細(xì)胞的成分和各成分的功能、細(xì)胞成分鑒定的一般方法，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。學(xué)生雖具備一定的觀察和分析能力，思維的連續(xù)性和邏輯性也已初步建議，但還不是很嚴(yán)密，對(duì)探索事物的過程與方法及結(jié)論缺乏理性思考，故本節(jié)課積極引導(dǎo)學(xué)生觀察分析實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)科學(xué)家探索科學(xué)歷程，切身感受科學(xué)魅力。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.結(jié)合科學(xué)史資料理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能的適應(yīng)性（生命觀念）2.借助模型搭建理解并識(shí)記細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（科學(xué)思維）三、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)1.細(xì)胞膜的功能。2.流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容。難點(diǎn)1.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與其組成成分的探索。2.進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的三種方式。四、教學(xué)策略選擇科學(xué)史教學(xué)策略、模型構(gòu)建教學(xué)策略、情境貫穿教學(xué)策略五、教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)資源準(zhǔn)備：科學(xué)史資料準(zhǔn)備、多媒體課件、安排學(xué)生提前進(jìn)行預(yù)習(xí)六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程及學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖展示學(xué)標(biāo)1.細(xì)胞膜由哪些成分組成?2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)一一流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。3.細(xì)胞膜有哪些功能?迅速集中學(xué)生注意力，明確本節(jié)課中心任務(wù)，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)創(chuàng)設(shè)情境（3分鐘）①萎焉的紅莧菜泡在清水里，莧菜葉片會(huì)回復(fù)飽滿；②新鮮的紅莧菜在清水中洗滌后水體幾乎不變色，而開水燙過后水體很快變紅。問：萎焉的葉片為什么會(huì)變得飽滿？為什么洗菜時(shí)水不變紅，而煮湯卻變紅了？學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際思考并回答：水分子透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，使細(xì)胞飽滿。煮沸后，色素透過細(xì)胞膜，進(jìn)入水中使水變紅。以日常常見現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。一、對(duì)細(xì)胞膜的成分的探索過渡：細(xì)胞膜是由什么物質(zhì)構(gòu)成的？又具有怎樣的功能呢？請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)課本上提供的資料思考并回答下列問題：【資料1】歐文頓發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)易透過細(xì)胞膜,不溶于脂類的物質(zhì)不容易穿過細(xì)胞膜?！举Y料2】科學(xué)家利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，制備出純凈的細(xì)胞膜，并對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行分析，得出組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多?！举Y料3】1935年，英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面張力明顯低于油水界面的表面張力；當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白質(zhì)，其表面張力降低。（蛋白質(zhì)會(huì)降低表面張力）【資料4】問：1.為什么選擇哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞來制備細(xì)胞膜？細(xì)胞膜的成分有哪些3.細(xì)胞膜的功能和細(xì)胞的哪個(gè)成分有關(guān)？1.因?yàn)椴溉閯?dòng)物的成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器膜的的干擾2.細(xì)胞膜的成分：主要是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)（磷脂最豐富），其次還含有少量的糖類3.主要由蛋白質(zhì)決定，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。結(jié)合科學(xué)史史料和問題串引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生一步步分析得出細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)感知科學(xué)探究過程，明白科學(xué)探究不是一蹴而就的，是需要很多科學(xué)家的智慧凝結(jié)而成的，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。興趣。二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)的探索過渡：磷脂分子、蛋白質(zhì)分子是如何在細(xì)胞膜上排列分布的呢？【資料1】:分析細(xì)胞膜中磷脂分子的排布特點(diǎn)(磷脂分子的結(jié)構(gòu)如圖所示)【任務(wù)1】:推測(cè)磷脂分子在空氣——水界面的排布方式并構(gòu)建模型。觀察并思考建模：【資料2】:細(xì)胞生活的環(huán)境單細(xì)胞生物草履蟲生活在有水的環(huán)境中；人體血細(xì)胞生活在血液中，血液的主要成分是水；人體其他組織細(xì)胞生活在組織液中，其主要成分也是水，并且細(xì)胞內(nèi)水占70%～90%。【任務(wù)2】:猜想磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布方式并構(gòu)建模型。觀察并思考建模：驗(yàn)證建立的模型是否準(zhǔn)確?！举Y料3】:戈特、格倫德爾實(shí)驗(yàn)將細(xì)胞膜在空氣——水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積約為紅細(xì)胞表面積的2倍。問題1：該事實(shí)證明了什么？證明：細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。過渡：蛋白質(zhì)分子又是如何分布的呢？【資料4】:羅伯特森的實(shí)驗(yàn)問題2:亮暗處分別代表什么物質(zhì)？試猜想細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的分布方式？觀察思考并回答：亮處代表脂質(zhì)，暗處代表蛋白質(zhì)。猜測(cè)覆蓋在磷脂雙分子層的兩側(cè)?！举Y料5】:三明治模型細(xì)胞膜的理論厚度問題3：三明治理論模型厚度至少20nm，而羅伯特森電鏡下的細(xì)胞膜厚度7.5nm，這說明什么？思考并回答：說明蛋白質(zhì)并不是覆蓋在磷脂雙分子層的表面?！举Y料6】:冰凍蝕刻技術(shù)問題4：①蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜上的分布有什么特點(diǎn)？思考并回答：①蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層的表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層；【資料7】:羅伯特森實(shí)驗(yàn)羅伯特森將細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，這樣解釋不了什么現(xiàn)象？展示視頻：白細(xì)胞追擊病菌、變形蟲捕食草履蟲?！救蝿?wù)3】:修正并構(gòu)建細(xì)胞膜模型。思考并回答：回答：解釋不了細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)：【資料8】:熒光標(biāo)記細(xì)胞膜實(shí)驗(yàn)問題5：你能得出什么結(jié)論?思考并回答：細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有一定的流動(dòng)性。【小結(jié)】細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型PPT呈現(xiàn)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，并配以動(dòng)態(tài)圖，把抽象的概念化為具體。通過講解①細(xì)胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成；②磷脂雙分子層是膜的基本支架；蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中；④磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)，膜中蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。（此處強(qiáng)調(diào)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性）⑤糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能密切。訓(xùn)練學(xué)生的模型建構(gòu)的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生將抽象事物具體化的學(xué)習(xí)習(xí)慣三、細(xì)胞膜功能【情境導(dǎo)入】首先展示中國(guó)地圖，并指出一個(gè)國(guó)家一個(gè)城市都有自己的邊界，人體也有自己的邊界，從而導(dǎo)出問題，構(gòu)成人體的最基本單位的細(xì)胞的邊界是什么？學(xué)生回答：細(xì)胞膜PPT展示植物細(xì)胞圖片，提出問題：植物細(xì)胞的最外層是細(xì)胞壁不是細(xì)胞膜，那為什么植物細(xì)胞的邊界不是細(xì)胞壁呢？展示細(xì)胞壁電鏡圖并解釋細(xì)胞壁是全透性的，不能保證細(xì)胞內(nèi)部的穩(wěn)定。所以，植物細(xì)胞的邊界也是細(xì)胞膜?！咎岢鰡栴}】:細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，細(xì)胞膜具有哪些功能呢？學(xué)生自主閱讀課本40至41頁(yè)，歸納總結(jié)出細(xì)胞膜的三個(gè)功能。1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流展示具體實(shí)例加以說明，使學(xué)生理解細(xì)胞膜的功能?！韭?lián)系生活】：打破的生雞蛋，蛋清和蛋黃之間被什么結(jié)構(gòu)分隔開呢？這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的哪個(gè)功能？學(xué)生回答：將細(xì)胞和外界環(huán)境分隔開。教師對(duì)此功能加以解釋遷移，闡明在生命起源的過程中，膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段。【PPT展示實(shí)驗(yàn)】：臺(tái)盼藍(lán)能將死細(xì)胞染成藍(lán)色，而活細(xì)胞不被染色，這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的哪個(gè)功能？學(xué)生很容易就想到這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的控制物質(zhì)進(jìn)出的功能?！咎岢鰡栴}】哪些物質(zhì)可以進(jìn)出細(xì)胞呢？引導(dǎo)學(xué)生回答后，指出細(xì)胞膜具有選擇透過性。接著提問：病毒、病菌可以進(jìn)入細(xì)胞嗎？從而引出細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的作用是相對(duì)的?！緢D片展示】：人與人之間信息交流的方式是多種多樣的，那么細(xì)胞和細(xì)胞之間信息交流的方式也是多種多樣的嗎？講解細(xì)胞膜的第三個(gè)功能——進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（直接交流、間接交流、形成通道）。從國(guó)家的邊界及人體的邊界出發(fā)，引起學(xué)生對(duì)細(xì)胞邊界的思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力及信息歸納能力以生活中常見的例子來引導(dǎo)學(xué)生感受細(xì)胞膜的功能。通過實(shí)驗(yàn)分析細(xì)胞膜的功能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維及科學(xué)探究能力。隨堂訓(xùn)練1．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，親水的“頭部”排列在內(nèi)側(cè)()(2)細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)覆蓋在膜的兩側(cè)()(3)細(xì)胞膜上的多糖只能與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白()(4)糖蛋白具有識(shí)別作用，分布在細(xì)胞膜的內(nèi)外兩側(cè)()(5)細(xì)胞膜的流動(dòng)需要消耗能量()2．如圖表示細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型，有關(guān)敘述不正確的是()A．具有①糖蛋白的一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)B．③與細(xì)胞表面的識(shí)別有