3.1 细胞膜的结构与功能 教学设计（表格式）

课题 细胞膜的结构和功能 班级 高一
科目 生物 课型 新授课 课时 1课时 执教人
教 材 分 析 《细胞膜的结构和功能》是新人教版高中生物必修第 3 章第 1 节的内容。本章是从系统的视角对细胞的基本结构进行分析与介绍。任何系统都有边界，细胞的边界是细胞膜，所以安排在第一节。本节内容主要讲述细胞膜的结构和功能。学生通过小组合作、模型构建、讨论归纳等活动，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。通过分析细胞膜组成成分、结构与功能的关系，理解细胞膜功能的物质基础。由于本节内容探究类问题居多，建议本节内容拆分为两个课时进行，本节授课内容是第一课时，主要讲解细胞膜的功能与成分，细胞膜的结构的学习作为下一节课的内容。
学 情 分 析 初中生物学已涉及到细胞的基本结构等知识，学生通过课本、生活经验、科普读物等对细胞膜的功能已经具备基本的了解；且在前两章已经学习了生物的物质基础和细胞种类等知识，初步掌握了显微镜的使用，这为学习本节内容奠定了基础。 本节课的授课对象是高中一年级学生，他们具有一定的观察能力，分析思维的连续性和逻辑性也已初步建立，但仍不完善，提取材料线索的能力也有待提高。为此，课堂上应该引导学生观察分析实验现象，以问题引导学生不断思考，罗列框架引导学生阅读材料提取信息，体现学生的主体性和教师的主导性。 高中学生的自学能力、抽象思维能力、动手能力较强，更容易在探究性的课堂教学中发挥他们的主体地位，但学生在探究过程中可能会做出错误的假设，所以教师在这个过程中需要起到引导学生纠错和提供信息的作用。细胞微小，关于细胞的内容学生缺乏直觉感知，通过“脂质体”的模型建构感受科学家的发现研究，教师的讲解、学生的互动交流等方式尽量最大化地扩充所学知识，增强学生的感性认识，提高兴趣，利于深度思考和学习。
教 学 目 标 分析对细胞膜成分的探索历程，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和完善的过程。 通过归纳法，梳理总结细胞膜的组成，形成结构与功能相适应的生命观念。 结合实例，了解细胞膜的成分，解释细胞膜功能与成分的关系，为后续功能的讲解奠定基础。 概述细胞膜在维持稳态中的作用。
学 科 核 心 素 养 生命观念：通过分析实例、经典科学探究史料，运用推理归纳的方法概括出细胞膜的主要成分、功能。 科学思维：通过对细胞膜成分和功能的科学史的学习，认同科学家的探索求真、交流合作等科学精神在科学研究中的重要性。 科学探究：通过探究活动，可以提高学生的探究能力、动手能力与合作能力等，能基于事实和证据进行推理、论证，提出或否定假说(或模型)，通过对“脂质体”及水溶性和水溶性药物的安放位置的模型构建，加深对“模型与建模”的理解，能更好地理解细胞膜的成分与结构的关系。 社会责任：基于所学知识，提出制作“脂质体”的大致思路，解释水溶性和水溶性药物的安放位置的作用机理，关注生物学技术在生产生活中的应用，形成健康生活的理念。
教 学 重 、 难 点 学习重点： 阐述细胞膜的三个功能；并认同细胞膜是系统的边界这一功能是细胞膜最重要、最基本的功能。 尝试磷脂分子在不同溶液中的排列，尝试制作细胞膜模型。 学习难点： 1.能理解细胞膜的组成成分、结构与细胞膜的功能相适应。 2.在学习“对细胞膜结构的探索历程”过程中，分析综合相关知识尝试制作细胞膜的模型。
教 学 方 法 问答法、模型建构法、探究互动，讲授引导，交流合作。
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
创 设 情 境 导 入 新 课 【情境导入】 教师引导：在原始海洋的混沌之中，一场生命的变革正悄然发生。 观看视频：原始海洋生命的诞生。 教师：视频中提到有个结构让生命得以逃脱和演化，那这个结构是什么呢？ 教师引导：为什么细胞膜可以在生命诞生的过程中承担如此重要的角色，我们一起进入今天的学习。 学生：观看视频 学生回答：细胞膜。 创设贴近实际生活的情境，更易引发学生注意，导入学习主题，为后续学习内容做铺垫。
一 、 细 胞 膜 的 功 能 【任务布置】请同学们阅读教材P40-41，并总结细胞膜的功能。 【段落一】膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。由细胞膜的出现和原始生命的诞生体现了细胞膜具有什么样的功能？ 【段落二】抗体、激素等物质在细胞内合成后分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外。但是细胞内有用的成分却不会轻易流失到细胞外。环境中一些对细胞有害的物质有可能进入，有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。 【段落三】在多细胞生物体内，各个细胞都不是独立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康的生存。细胞间信息交流的方式多种多样。 ①内分泌细胞分泌的激素如胰岛素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 ②相邻两个细胞的细胞膜接触物信息从一个细胞传递给另一个细胞，例如精子和卵细胞之间的识别、结合。 ③相邻两个细胞之间形成通道，携态信息的物质通过通道进入另外一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。 教师：这是细胞膜的第三个功能。细胞间信息交流大多与细胞膜有关，细胞膜能够接受外界信息和释放信息，与体内其他细胞间进行信息交流。对于多细胞生物来说，细胞不是孤立存在的，它们要保持功能协调。 学生：1.细胞膜的功能是将细胞与外界环境分隔开。 学生：2.细胞膜的功能是控制物质进出细胞。 学生：3.细胞膜的功能是进行细胞间的信息交流。 信息交流方式： ①物质传递 ②接触传递 ③通道传递 训练学生自主学习能力，培养学生通过合作探究解决问题的能力、强化学生的分析问题、解决问题的能力。
二 、 细 胞 膜 的 成 分 二 、 细 胞 膜 的 成 分 【过渡】细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。但细胞膜非常薄，即使在高倍显微镜下依然难以看清他的真面目，人们对细胞膜化学成分的认识经历了很长的过程。 教师：那么细胞膜有哪些成分呢？让我们循着科学家的足迹来一起学习一下对细胞膜成分的探索。 【任务布置】请大家阅读P42页的“对细胞膜成分的探索”内容，结合所给资料完成问题。 1.1895年欧文顿做了什么实验？实验结论是什么？ 2.科学家选择什么材料制备的纯净细胞膜？为什么？ 3.磷脂分子的结构是什么 【任务布置】根据磷脂分子的特点，请画出：磷脂分子在水—空气介面、水-苯的混合溶剂中排列的模型。 4.科学家是如何推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？ 【任务布置】多个磷脂分子在水中，总是自发的形成双分子层，推测并画出磷脂在水环境中的排列方式。 【资料】一种新的制药工艺是根据生物膜的特性，将磷脂制成很小的小球，这些小球被称为脂质体。脂质体包裹着药物运输到患病部位，通过小球膜和细胞膜的融合，将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的。 【任务布置】推测并画出脂质体，尝试构建脂质体包裹水/脂溶性药物的模型。 5.1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，他们发现：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。得出什么推测？ 6.概括细胞膜的成分有哪些。 【教师总结】细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类。脂质约占细胞膜总质量的50%，（磷脂最丰富，胆固醇少量。）蛋白质约占40%（在细胞膜行使功能方面起着重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。），糖类占2%-10%。 1.学生：根据“相似相溶”原理用500多种化学物质做了植物细胞的通透性实验。 2.学生：选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜，原因：①无细胞壁，细胞容易吸水涨破；②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 3.学生：磷脂分子具有“头部亲水，尾部疏水”的特点。 4.学生：科学家因测得从哺乳动物成熟的红细胞中提取的脂质，铺成单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。 学生：小组合作构建脂质体包裹水/脂溶性药物的模型 5.学生推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还含有蛋白质。 6. 细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外，还有少量的糖类。 学习细胞膜成分的探索历程，思考并讨论相关问题，概括出细胞膜的成分。在学习科学史的过程中，体会科学探究需要探索精神、科学思维和技术手段的结合。 与生活相联系，激发学生对生物学习的热情，培养学生的社会责任意识。
典 例 练 习 强 化 应 用 1、功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂。（ ） 2、变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。（ ） 3、在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富。（ ） 4、科学家们在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂类物质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这些事实说明了组成细胞膜的物质中有（ ） A. 糖类和脂质 B. 糖类和蛋白质 C. 脂质和蛋白质 D. 蛋白质和核酸 5、下列关于细胞膜功能的叙述，不正确的是（ ） A.细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关 B.细胞间的信息交流使生物体作为一个整体完成生命活动 C.相邻两个细胞的信息交流只能靠细胞间直接接触完成 D.细胞膜能控制物质进出细胞，但这种功能是相对的
板 书 设 计 3.3细胞膜的结构和功能 （主板） （副版）