2.1.1质膜具有一定的流动性 教学设计高中生物学北师大版（2019）必修1 分子与细胞（表格版）

课时教学设计
课题 重温科学史路，探索质膜结构特性——质膜具有一定的流动性
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
本课时内容对应课标概念1.1“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”中1.1.1“概述细胞都是由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流”。 “质膜具有一定的流动性”是北师大版高中生物必修1《分子与细胞》第2章“细胞的结构与功能”第1节“质膜”中的内容。本节内容主要包括质膜具有一定的流动性、质膜控制物质进出、质膜参与细胞间的信息交流。本节内容上衔接着第一章“认识细胞”，在学生初步建立了细胞的多样性和统一性的观念以后，展开对细胞基本结构之一——质膜的深度学习，既是第一章内容的深度延展，也是研究细胞这一生命系统的第一步。此外，本节内容还是帮助学生建立结构与功能观的关键一节，为学习后面的细胞的物质基础等内容打下基础。在学习本节课之前，学生对细胞基本结构的了解仅仅停留在最表面的层次，而“质膜具有一定的流动性”则是从其成分和结构出发来更深层次的理解质膜作为细胞这个生命系统边界的原因。 本课时围绕情景“重温科学史路，探索质膜结构特性”来总结质膜具有一定的流动性的特点；另外，通过制作教具模型，帮助学生理解并构建质膜的流动镶嵌模型，在构建模型的过程中，再次回归到质膜的组成成分上，强化巩固以达到理解质膜流动性的重要生理意义。
2.学习者分析
从大脑发育来看，教材让学生开始从亚显微结构、分子水平去学习生物，这是学生进入高中以后，大脑沟回加深所致，他们有了更加理性认识世界的需要；从学习的心理状态来看，刚刚进入高中阶段的学生，对生物学的兴趣是很高的，他们对细胞内部更加细微的结构有着强烈的好奇心，这为学习这部分微观层面的生物学知识有着良好的引导作用；从知识层面上来看，学生已经建立了细胞的多样性和统一性的观点，在初中阶段通过显微镜观察过一些细胞，掌握了一些关于细胞的基本结构的知识，知道细胞有质膜、细胞质、细胞核，但并未对它们的形态结构以及与之相适应的功能做出分析。所以，通过本节课教师创设的情景，在探索质膜成分的过程中，学生可以初步建立“结构与功能相适应”的观念，并学会从深层次去理解和分析质膜具有流动性的原因。
3.学习目标确定
通过分析科学史材料如植物根毛实验、多种细胞质膜成分分析、冷冻蚀刻技术质膜观察实验以及质膜荧光漂白恢复实验等，总结质膜的主要成分以及质膜的结构特性。 通过对磷脂分子结构的学习，参考科学史资料，理解磷脂双分子层作为质膜基本骨架的原因，感悟质膜结构中体现的结构与功能观。 通过探究，搭建质膜的结构模型，进一步感受科学探究是一个曲折历程，掌握科学探究的基本方法，提升科学探究能力，发展科学思维。 通过分析质膜在当今科学领域的研究成果，培养质膜模拟和改造造福人类的社会责任感。
4.学习重点难点
教学重点： 通过分析科学史材料，归纳总结出质膜的主要成分是磷脂和蛋白质，并说明其具有一定流动性的本质原因是由于磷脂双分子层和大多数蛋白质的可流动性。 教学难点： 通过对磷脂分子结构的学习以及相关科学史材料分析，构建流动镶嵌模型，理解流动镶嵌模型的提出对解释生命活动所具有的重要生理意义。
5.学习评价设计
1.基于课堂建构模型的过程性评价： 优秀——能够建构出正确的流动镶嵌模型，同时能够结合模型准确表述各结构特点，举例说明各项生命活动依附于此的重要生理意义 良好——能够建构出正确的流动镶嵌模型，同时够结合模型准确表述各结构特点 合格——仅能够建构出正确的流动镶嵌模型 不合格——不能完成流动镶嵌模型的构建 2.基于课后作业反馈的总结性评价。
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一：以生活为依托，再现真实情景，导入主题教师活动1 展示：生活中各种各样围墙的图片。 提问：同学们都知道我们学校有自己的围墙，医院也有自己的围墙，我们祖国的土地也有与其他国家的边界线。那细胞作为一个最基本的生命系统，它是否也有自己的“围墙”和“边界”呢？ 展示：台盼蓝染液染酵母细胞的实验结果（实验结果图）以及细胞在受到针刺时的视频。 讲述：其实，细胞作为一个最基本的生命系统，它也有自己围墙——质膜，同学们通过这个实验的结果可以清楚的看到，有的细胞没有蓝色染剂进入，而有的细胞就有染剂进入，其实这就是质膜存在的结果。那质膜担任着细胞“围墙”这一角色，它到底由什么成分组成的呢？又长什么样子呢？今天我们就一起来学习一下质膜的相关知识。学生活动1 观看生活中所出现的各种围墙和边界，讨论它们存在的意义。 联系实验结果，大胆的猜测，细胞最外层是否存在一层膜。 活动意图说明：通过展示生活中学生所熟悉的实物，创设真实情景，从宏观的实验结果入手，提出本节课所要探究的主题，激趣增疑。环节二：重温科学史，从证据入手，总结质膜的主要成分教师活动2 布置任务1： 阅读资料，小组之间进行讨论，并回答问题。 资料：科学家欧文顿以植物的根毛为实验材料。用500多种化学物质及逆行了上万次的实验，发现脂溶性的物质更容易进入根毛细胞。（提示：相似相溶原理）。后来，科学家对哺乳动物的成熟的红细胞和其他几种细胞的质膜进行成分分析，得到下表所示的结果。 后来，科学家戈特和格伦德尔用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）将人红细胞质膜中的磷脂提取出来，在空气—水界面上铺成单分子层，去测单层分子层面积和红细胞表面积，寻找其中的关系。实验结果如下： 磷脂分子的结构如下： 问题： 通过阅读资料，可以推测质膜的成分主要是什么？ 结合磷脂分子的结构特性，磷脂分子在空气—水界面上形成的单层磷脂分子层是怎样的？ 从表格数据可知，单层磷脂分子层面积与红细胞表面积之间有什么关系？在形成质膜时又是怎样排布的？ 小结：质膜的主要成分是磷脂和蛋白质； 质膜中磷脂是双层排列的（磷脂双分子层）。学生活动2 完成任务1 阅读资料，思考，完成学案中的相关内容。 展示答案，相互评价： 完善学案后，应该能够初步体验到科学探究之路的曲折，结合材料总结出质膜的主要成分是磷脂和蛋白质。 能够明确科学研究是一个“收集证据—提出假设—收集更多证据—修正观点”的过程。活动意图说明：提供关于质膜成分的探索历程资料，借助学生此阶段心理特点，引导分析总结质膜的主要成分，一方面是让学生学会分析材料，培养学生阅读材料提炼观点的能力，另一方面让学生在一种探究的场景里切实的去感受生物学问题的解决方法，提升科学探究能力，发展科学思维。环节三：重温科学实验，建构质膜模型教师活动3 布置任务2: 讲述：既然质膜的主要成分为磷脂和蛋白质，那这主要的两种物质是以怎样的方式结合在一起的呢？ 阅读资料，以小组为单位，探究质膜可能的结构。 提供材料：每个小组剪纸做的磷脂分子若干个，蛋白质剪纸若干，A4纸一张，胶棒一根。 资料：20世纪50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜，用超薄切片技术获得了清晰的红细胞质膜的透射电镜照片，电镜照片显示出质膜有3层结构：两侧着色较深，中间层着色较浅。科学家提出了生物膜结构的“单位膜”模型，所有生物都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。 但后来，科学家们利用冷冻蚀刻技术，用冷刀将质膜后断开，升温后暴露断裂面，在电镜下观察到蛋白质的分布模型如下： 通过问题串，引导学生进行思维辨析: 1.质膜中有几层磷脂分子？（回忆活动1） 2.资料中质膜的断裂面模型图说明蛋白质分子是均匀覆盖在质膜两侧的吗？如果不是，请总结一下蛋白质在质膜上的结合方式。 进行学生成果展示。学生活动3 小组合作，构建模型： 1.磷脂分子单层排列 2.磷脂分子双层排列 3.磷脂分子双层排列 学生讨论回答： 1.质膜中有两层磷脂分子。 2.说明蛋白质是不均匀分布在质膜上，有嵌入、贯穿和覆盖。活动意图说明：以科学实验为背景，问题为导向，引导学生进行模型建构，通过模型建构，让学生体验质膜各个结构之间的联系和位置关系，激活学生理性思维，突破难点。环节四：借助实验资料，辩证分析质膜结构特性——流动性教师活动4学生活动4布置任务3: 阅读以下关于“质膜荧光漂白实验”相关实验，完成讨论。 资料：科学家利用荧光分子标记细胞的膜蛋白，然后用高能激光束照射质膜的某一区域，是该区域荧光分子分子发生不可逆破坏，继续观察，会发现该区域会逐渐重新出现荧光。 问题：为什么该区域会重新出现荧光？这个现象可以说明什么结论？ 展示：细胞分裂、变形虫摄食、磷脂分子运动等动态图，给学生以最直观的感受。 小结：由于脂双层和大多数蛋白质分子是可以运动的，因此质膜具有一定的流动性。 阅读，观看，讨论 设计意图说明：通过给学生展示科学实验，回到探索质膜的结构特性上来，从各种实际的生命活动现象出发，加深学生对流动性的理解。环节五：开阔眼界，了解质膜前沿研究，深化理解教师活动5学生活动5讲述：现代社会中，关于质膜的研究成果已经在很多领域投入了应用。如脂质体的运用，既可用于研究特定膜蛋白的功能，又可作为运载体，将药物或DNA分子送到细胞内。 展示：关于脂质体的特异性运输药物的视频 讨论：1.运输脂溶性药物应该放在哪里？ 运输水溶性药物应该放在哪里？ 如何实现特异性运输药物的功能？ 观看视频，展开讨论 设计意图说明：学生在此之前已经对质膜的结构有了一个整体的把握，也掌握了各组分的特性，将学生的视线从书本知识移向生活实际，在这个讨论活动中，深化培养学生的结构与功能观。此外，让学生利用所学知识进行讨论，培养学生的社会责任感。环节六：回顾课堂内容，进行课堂小结教师活动6学生活动6梳理质膜的组成成分、结构特点以及其结构特点所具有的生理意义。内化
7.板书设计