3.1细胞膜的结构和功能 教学设计（表格版）

教学设计
课题 细胞膜的结构与功能
课型 新授课 复习课□ 试卷讲评课□ 其它课□
教学内容分析 本节课主要让学生掌握细胞膜的功能、流动镶嵌模型的基本内容，形成细胞膜的结构与功能相适应的观点。同时通过细胞膜成分及结构的探索历程，使学生另外“提出假说”这一科学研究方法认同科学精神、 科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。 本节课中细胞膜组成成分、结构与细胞膜承担的控制物质进出、进行信息交流的功能相适应，能体现生物学学科核心素养中的结构与功能相适应的生命观念；细胞膜的成分、流动镶嵌模型的建立过程，贯穿了学生科学思维的训练；科学探究的史料分析、提出假说的科学方法，对于提高学生的科学探究能力有重要意义；“练习与应用”中编排了脂质体作为药物载体的应用分析，培养了学生的社会责任感。 本节具体的教学内容： 1.从系统与环境关系的角度阐述细胞膜作为系统的边界具有的具有的功能 2.分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础。概述流动镶嵌模型的主要内容 3.分析对细胞膜成分与结构的探历程历程，认同科学理论的形成是一个科学精神，科学思维和技术手段结合下，不断修正与完善的过程。
.学情分析 经过初中的学习和以往学生的课外学习和生活经验，学生的细胞已经有了初步的认识，但是还没有深入到更精细的膜结构水平，学生善于记忆学习的结果而忽视知识构建的过程；学生思维敏捷，但科学思维能力欠缺；喜欢生动活泼的教学情境，排斥抽象的理论，更喜欢在老师的指导下进行主动探索，反对将琐碎的知识进行灌输记忆。 由于没有激素调节的相关知识背景，学生学习通过细胞分泌的化学信息分子间接传递信息时会有一定的困难。由于对细胞结构的认识少，对于学习磷脂分子的结构和在不同情形下的排布规律的有困难。
学习目标 1.通过观察、感受卵黄膜及分析细胞膜的功能,概述细胞膜作为系统边界的功能。 2.通过分析细胞膜结构模型建立的历程及其他资料，能基于事实和证据进行推理提出或否定假说(或模型)，加深对“模型与建模”的理解,感悟科学在质疑与创新中不断发展。 3.通过概括、比较不同细胞膜结构模型,说出不同模型的要点,阐释流动镶嵌模型。 4.通过“脂质体药物”的分析，体会科学知识与解决现实问题之间的密切联系,增强社会责任感。 重难点 1.通过观察、感受卵黄膜及分析细胞膜的功能,概述细胞膜作为系统边界的功能。 2.通过分析细胞膜结构模型建立的历程及其他资料，能基于事实和证据进行推理提出或否定假说(或模型)，加深对“模型与建模”的理解,感悟科学在质疑与创新中不断发展。
评价任务 1.能说出细胞膜的功能有哪些，结合具体的实例能判断体现细胞膜的哪项功能。（生命观念） 2.结合教材科学史了解科学家对细胞膜成分和结构的探索历程。（科学探究） 3.能通过模型识记细胞膜的成分，细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。（科学思维） 4.通过实例理解细胞膜的结构特点。（生命观念）
教学评活动过程 教师活动学生活动环节一：细胞膜的功能活动：打破鸡蛋外壳，将蛋清和卵黄倒入培养皿中。 教师：没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看做一个卵细胞，鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞，请同学们观察蛋黄与蛋清之间为什么样的结构分隔开。 引导学生思考卵细胞的细胞膜在细胞的生命活动中起什么作用？ 鉴别动物细胞是否死亡，常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会染成蓝色，而活细胞不会着色。 为什么活细胞不能被染色而死细胞能被染色？据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生香的感觉？ 上述例子说明细胞膜还具有什么功能？对于多细胞生物，为什么要有上述的功能？ 体验：用手轻触或针扎鸡蛋黄，感受卵黄膜的柔软度，颜色等，感受细胞膜的存在。 通过观察细胞图片，认识到细胞膜是细胞的边界。并指出细胞膜的功能之一是将细胞与外界环境分隔开。 细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色。细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。 讨论并推理得出：细胞膜要能够接受外界信息和释放信息，与其体内其他细胞间进行信息交流。概括出细胞膜还具有完成细胞间信息交流的功能。 阅读教材，了解细胞间信息交流的方式，并结合老师的讲解，对信息交流方式进行深入理解。设计意图：通过实例，提升推理分析能力，引导学生概括细胞膜作为系统边界所具有的主要功能，加深对细胞膜结构与功能相适应的理解。环节二：细胞膜成分的探索历程教师活动 请学生阅读课本儿科学家对细胞膜成分的探索历程，内容，用问题串的形式，引导学生思考问题。 问题一：欧文顿实验是如何得出“细胞膜是有脂质组成的”这一推论的？如何进一步研究构成细胞膜的脂质类型的？ 补充资料：1917年，科学家把溶有膜脂的挥发性溶剂倒在水面上，溶剂挥发掉，而脂类分子可在水面上铺开成一层，并且测出脂分子的极性一端被吸附的水面上，而非极性一端直立在水面上。 问题二，：实验说明组成细胞膜的脂质有何特点？ 问题三，科学家利用红细胞制备细胞膜，并进行成分分析的结果是什么？ 问题四：细胞内外均为水环境，磷脂分子应如何分布？如果将磷脂分子置于水-苯混合溶剂中，会如何分布？ 问题5：1925年，戈特和格伦德尔的实验是如何得出“细胞膜中的磷脂分子排列为两层”的？ 问题6：:为什么选择红细胞作为实验材料？ 展示红细胞形态图，拓展成熟哺乳动物的红细胞的知识。 问题7：:1935年，丹尼利和戴维森的实验结果是什么？推论是什么？ 问题8：请概述细胞膜的成分组成。 学生活动 阅读教材中科学家对细胞膜成分的探索历程讨论，回答教师提出的一系列问题。 回答问题1：根据“相似相原理”，膜可能是由脂质构成的。 回答问题2: 组成细胞膜的脂质分子是两性分子，有亲水端和疏水端。 回答问题3: 科学家利用红细胞制备细胞膜并进行成分分析得知，组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。 回答问题4：细胞内外均为水环境，磷脂分子可能会这样分布。 如果将磷脂分子至于水-苯混合溶剂中，可能会这样分布。 回答问题5：戈特和格伦德尔的试验结果是脂质单层分子的面积是膜面积的2倍，与问题4中的猜测一致。 回答问题6:了解教师补充的红细胞的知识，并总结出红细胞细胞质简单，内部无其他膜结构。 回答问题7：丹尼利和戴维森实验结果见课本，推论是细胞膜除含脂质分子外，可能还含有蛋白质。 回答问题8：细胞膜主要有脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。 设计意图结合科学探究过程和相关问题，引导学生理解“模型与建模”，概括“流动镶嵌模型”的要点。帮助学生认同“结构与功能相适应”的观念，学习“提出假说”的科学方法，培养学生的科学思维和基本的科学探究能力。
环节三：细胞膜结构的探索历程教师活动 引导学生思考：脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的？ 问题1：蛋白质-脂质-蛋白质的静态膜结构模型（三明治模型）能解释膜的哪些功能？不能解释哪些功能？ 补充资料：1959年，罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗-亮-暗的三层结构，测定细胞膜的厚度为7~8纳米，恰好是单层磷脂膜厚度的两倍，而按照“三明治”模型，加上两侧的蛋白质，膜的总厚度应当超过20纳米。 问题2：根据电镜照片和膜厚度的证据，请对细胞膜结构提出你的猜测。 问题3：1970年，科学家人鼠细胞融合实验，得出的结论是什么？ 补充资料：物理科学家在低温下将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面（冰冻蚀刻法），发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。 问题4：基于以上资料，总结辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型的结构要点，并用“流动镶嵌模型”解释细胞膜的功能。 学生活动 阅读教材相关资料讨论，讨论回答问题。 回答问题1：能解释蛋白质:可以帮助物质运输，不能解释细胞的生长，膜的变形能力等。 回答问题2：电镜证据支持了磷脂双分子层结构，否定了膜的“三明治”三层结构。猜测蛋白质镶嵌在膜的双分子层中，才能不过多增加膜的厚度。 回答问题3：构成细胞膜的蛋白质具有流动性。进一步否定“三明治”模型中对蛋白质是静态的描述。 回答问题4：讨论总结流动镶嵌模型的结构要点，从“镶嵌”和“流动”两个角度，体会蛋白质在物质运输方面的重要作用，以及细胞膜的流动性对细胞完成物质运输生长、分裂、运动等功能的重要性。设计意图结合科学探究过程和相关问题，引导学生理解“模型”与“建模”，概括“流动镶嵌模型”的要点。帮助学生认同“结构与功能相适应”的观念，学习“提出假设”的科学方法，培养学生的科学思维和基本的科学探究能力。环节4：拓展资料分析应用；生物膜模型制作教师活动 核心问题：了解了细胞膜的结构和功能，在实际生活中有什么应用？ 拓展：请阅读教材第46页拓展应用2“脂质体药物”相关内容，并回答相关问题。 作业：利用废旧物品制作生物膜模型。学生活动 学生讨论回答问题，体会基础科学知识和解决现实问题之间的密切联系。 制作细胞膜模型，并通过该作业形成对生物膜分子组成和空间结构的形象认识。设计意图感受细胞膜在实际生活中的应用，培养社会责任意识。锻炼动手能力，增加对模型建模的理解
板书设计 细胞膜的结构和功能 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 细胞膜的成分 主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类 流动镶嵌模型的基本内容 磷脂双分子层是膜的基本支架 蛋白质分子的分布：镶、嵌入、贯穿
作业与拓展学习设计 完成课后概念检测和拓展应用
特色学习资源分析、技术手段应用说明 鸡蛋卵黄膜的观察 电子显微镜下的有关细胞结构的照片 动手制作细胞膜的流动镶嵌模型
教学反思与改进 学生对细胞膜成分和细胞膜结构的探索历程非常感兴趣，但对于科学家的科学成就记不清楚。在动手制作细胞膜流动镶嵌模型的过程中，个别组实验材料准备不充分，制作效果差。
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