3.1细胞膜的结构和功能教学设计高一上学期生物人教版必修12

细胞膜的结构和功能教学设计1.前端分析学习者分析本节课授课对象为高一年级学生，学生有初中学习的基础，知道在光学显微镜下观察细胞及其中结构的方法。且已经完成了“细胞中的元素和化合物”的学习，初步了解“结构与功能相适应”这一生命观念，为本节学习提供了一定的素养基础。另外，高中生具有一定的认知能力和类比推理能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立。故在教学中可以创设问题情境、通过经典实验过程的分析。激发学生学习兴趣、引导学生探索，学习怎样分析、推理和归纳、进行科学方法训练。学习内容分析本节课节选自人教版高中生物学教材必修1《分子与细胞》第3章第1节的内容。课程标准对本节课的要求为“概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能够控制物质进出，并参与细胞间的信息交流”。本节课带领学生认识细胞膜的成分和结构，为后面生物膜的学习和第4章“细胞的物质输入和输出”做好了铺垫，因此，本节内容在教材中起到了承上启下的作用。教材中本节涉及细胞膜的功能、对细胞膜成分的探索、对细胞膜结构的探索、流动镶嵌模型的基本内容，教材上还呈现了“提出假说”这一科学方法模块。本节课基于真实生活和科学史创设情境，采用论证式教学法带领学生根据论据得出主张，相关论据教师以资料形式呈现，学生进一步继续修正，得出结论，培养学生科学思维及科学探究能力。教学目标基于课程标准的要求、学业要求和学业质量标准，并围绕培养学生核心素养的要求，制定如下教学目标：（1）分析对细胞膜成分与结构的探索历程，分析实验结果，归纳概括细胞膜的化学成分及结构，并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不断修正与完善的过程。在探究过程中，体会“提出假说”这一科学方法的运用，发展科学探究的精神及能力。（生命观念、科学思维、科学探究）（3）基于事实和证据构建并完善细胞膜的流动镶嵌模型，锻炼模型建构的思维能力；阐释流动镶嵌模型的基本内容，认同结构与功能相适应的生命观念。（生命观念、科学思维）（4）通过对病历报告单和脂质体运送药物的分析，锻炼用生物学知识解决实际问题的能力，体会科学研究与健康生活之间的紧密联系，达到学以致用。（社会责任）3.教学重难点重点：（1）流动镶嵌模型的主要内容难点：细胞膜的结构与其组成成分的内在联系对细胞膜结构的探索过程及“提出假说”这一科学方法的运用4.教学策略科学史教学策略、探究性教学策略、情境创设教学策略5.教学过程时间分配教学环节教师行为学生行为设计意图课堂引入【明确学习目标】1.探究细胞膜的成分和结构2.建立细胞模型【提供情境支架，巩固知识】教师展示《爱在细胞深处》部分诗句，让学生对应3个细胞膜功能，并提供“细胞膜功能”的思维导图，带领学生回顾旧知以结构与功能相适应的生命观念为指导，引出对细胞膜成分与结构的学习明确本节课的学习目标，把握本节课学习的重难点，做好心理准备回顾细胞膜功能相关知识，能将三句诗分别对应细胞膜的3个功能，并体会生物学中结构与功能相适应的生命观念迅速集中学生注意力，明确本节课中心任务，激发学习动机提供诗歌情境支架，通过生命观念中美的传递，让学生感受微观世界下细胞内在的“生命美”，实现美学情境与细胞膜功能有关生物知识的相互转化。新课讲授【科学史探究】依据时间轴，提供科学史料，进行启发提问[资料一]19世纪末，欧文顿发现脂溶性物质容易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜，设问：根据化学"相似相溶原理"，可推测出细胞膜含有什么物质？（假说还需要实验来验证）提供科学家用哺乳动物的成熟红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，此实验验证了上述假说展示磷脂图片，讲解磷脂的结构[资料二]1925年荷兰科学家戈特和哥伦德尔将从人红细胞中提取的脂质，在空气﹣水界面上铺展成单层分子，测得其面积恰为红细胞表面积的2倍，可据此推测出磷脂分子在细胞膜中分布有何特点？引导学生思考磷脂分子在水空气界面和内外均为水环境时如何排布？[资料三：继续探究细胞膜成分]引导学生分析英国学者丹尼利和戴维森的所做实验的实验现象：细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。提问：据此可以提出什么假说？（随着科学技术的发展以及科学家的不断探索，研究发现了细胞膜的成分）讲解细胞膜的所含成分及其比例在归纳出细胞膜的化学成分后，提出问题：这些成分在细胞膜中的位置如何？首先引导学生分析双层磷脂分子的排布并说明原因。在分析蛋白质与糖类的分布之前，呈现资料：1959年罗伯特森电镜下看到细胞膜暗﹣亮一暗的三层结构，并提细胞膜模型的假说：所有细胞膜都是由蛋辩证性地分析罗伯特森的“暗亮暗”模型，构建科学模型白质﹣脂质﹣蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间亮层是脂质分子，暗层为蛋白质分子，并描述为静态的统一结构。说明细胞膜中的分子不是静止的，而是可以运动的。继续提供资料：1959年以后，科学家测定细胞膜的厚度为78nm，恰好是单层磷脂膜的厚度的亮度，进一步展示用冷冻蚀刻技术处理后的细胞膜断裂面[资料四：细胞膜模型的构建]呈现科学史资料：1970年科学家分别利用发绿色荧光、红色荧光的染料标记小鼠细胞、人细胞膜蛋白质分子的融合实验，设问：该实验能得出什么结论？从组成细胞膜的蛋白质分子大多是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性。【科学方法讲解】在科学史讲解中渗透“提出假说”这一科学方法[资料五：细胞膜的流动镶嵌模型]PPT呈现流动镶嵌模型的基本内容，并配以动态图，把抽象的概念化为具体。通过讲解①细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成；②磷脂双分子层是膜的基本支架；蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中；④磷脂分子可以侧向自由移动，膜中蛋白质大多也能运动。（此处强调细胞膜的结构特点：流动性）⑤糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切。【提供支架，归纳总结】展示制作的流动镶嵌模型，让学生指出其成分以及相应的结构特点，并提供填空作为相关支架引导学生归纳总结流动镶嵌模型的主要内容再次强调细胞的结构特点：具有一定的流动性【联系生活】展示血清检查的检验报告单，引导学生观察其成分改变提问：从中可以的到什么结论？展示脂质体用不同的方式运送不同药物的资料，并提出问题：①为什么两类药物的包裹位置各不相同？②请推测：脂质体到达细胞后，药物如何进入细胞内发挥作用？【思维拓展】既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？【PK做题】邀请两名学生上台作答，其余同学在笔记本上写【仔细阅读，思考讨论】阅读、分析资料一提出假说：根据“相似相溶”原理，细胞膜是由脂质构成的仔细阅读该实验，明白这个实验是证实了组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂最多。明确磷脂的结构，分清疏水端和亲水端。分析现象，提出假说：细胞膜中的磷脂分子必然为排列的两层根据磷脂分子的结构特点，画出磷脂分子在水空气界面和内外均为水环境时，磷脂分子中的排布提出假说：细胞膜除含有脂质分子之外，还可能附有蛋白质。明确细胞膜的成分在教师的引导下，根据磷脂分子亲水端与疏水端分析首先分析出磷脂分子的双层排布。分析罗伯特森构建的模型，对细胞膜的结构有一个初步的认识。并思考罗伯特森的模型有什么不足。提出质疑：静止的模型无法解释像变形虫运动等细胞活动初步认知“细胞膜中的分子是可以运动的”这个观点提出假说：蛋白质可能镶嵌在磷脂双分子层中，才不会增加细胞膜厚度。对细胞膜中蛋白质和磷脂的排布有一个明确的认知得出结论：细胞膜有流动性，不是静态结构领会“提出假说”的巧妙之处，掌握在科学探究中的使用的科学方法学习流动镶模型的结构要点，重点理解“流动”和“镶嵌”，体会蛋白质在物质运输方面的作用，以及细胞膜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。在流动镶嵌模型上指出相关成分和结构特点，完成填空明确细胞膜结构与功能的适应性认真观察报告单上的癌胚抗原的含量，对比其正常值，得出结论：细胞膜成分的改变预示着细胞可能发生了病变。结合本节课所学知识，思考并回答问题①两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。②可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞。一是因为水分子极小，可以通过间隙；二是因为膜上存在着水通道蛋白利用本节课所学知识，运用知识解决相关题目结合科学史史料和问题串引导，引导学生一步步分析得出细胞膜的成分和结构感知科学探究过程，明白科学探究不是一蹴而就的，是需要很多科学家的智慧凝结而成的，培养学生的科学精神，发展学生的科学思维和科学探究的能力。训练学生的模型建构的科学思维，培养学生将抽象事物具体化的学习习惯培养学生的科学思维，使学生掌握科学探究一种的方法通过分析模型的结构特点，引导学生明确细胞膜结构与功能的对应性，有助于学生形成结构与功能相适应的生命观念。提供支架，根据填空用语言阐