高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞膜的结构和功能教学设计及反思

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞膜的结构和功能教学设计及反思，共6页。
课程标准
概述细胞都由质膜包裹，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。
教材分析
本节内容是在对前面“细胞中的元素和化合物”学习基础上进行的，通过本节内容的学习可为物质的跨膜运输、生物膜系统等内容作铺垫。
教学目标
1.从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。（生命观念）
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。（科学思维）
3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程，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与完善的过程。（科学探究、社会责任）
教学对象
高一年级学生
教学重点：
1.细胞膜的功能。
2.流动镶嵌模型的主要内容。
教学难点：
1.细胞膜的结构与其组成成分的内在联系。
2.对细胞膜结构的探索过程。
教学方法
讲授法、融合讨论法、探究式教学法、归纳法
学法
自主探究、小组合作
教材分析
本节是生物学必修1《分子与细胞》第3章第1节内容，是细胞基本结构的重要组成。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，使学生领悟“提出假说”这一科学研究方法，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。
本节内容是在对前面“细胞中的元素和化合物”学习基础上进行的，通过本节内容的学习可为物质的跨膜运输、生物膜系统等内容作铺垫。所以本节内容起到承上启下的桥梁作用。此外，细胞膜的结构和功能与我们现实生活有着密切的联系，具有广泛的现实意义。
教学过程
教学内容
教学活动
学生活动
设计意图
导入
策略一
利用书本上“问题探讨”中的台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡，创设情境，引导学生思考，导入新课。
策略二
活动：打破鸡蛋外壳，将蛋清和蛋黄倒入培养皿中。观察蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开，用手轻触或针扎蛋黄，感受卵黄膜的柔软度、颜色等，感受细胞膜的存在。
学生观察思考并推理得出，卵黄膜将卵细胞与蛋清分开，感受细胞膜的存在，认识到细胞膜是细胞的边界。
联系生活，感受细胞膜的存在，由生活现象进一步思考。
细胞膜的功能
【概括描述】
一个国家有陆地、海域、领空的边界;使人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜，是人体的边界。系统的边界对系统的稳定至关重要。
【资料分析】
思考：导入中卵细胞的细胞膜在细胞活动中起什么作用呢？
讨论并推理得出:结合卵黄膜将卵细胞与蛋清分开，细胞膜的功能之一是将细胞与外界环境分隔开。
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。
加深对细胞结构与功能相适应的理解。
取数量相等、大小相似的玉米粒两份，分为A、B两组，将B组玉米粒煮熟，然后 A、B两组分别加入红墨水，几分钟后用细水流冲洗两组玉米粒，观察现象。
思考:为什么B组玉米粒染色较深?这体现了细胞膜的什么功能?
引导学生体会细胞膜能控制物质进出细胞，细胞膜对物质的进出控制具有选择透过性。并且细胞膜的选择性是相对的，一些有害的物质、病毒、细菌等也可能侵入。
讨论并推理得出:活细胞外的物质不会轻易进入细胞内，但如果细胞膜失活，则不再具有控制能力，细胞膜的另一个功能是控制物质进出细胞。
思考：鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉？
讨论并推理得出:细胞膜要能够接受外界信息和释放信息，与体内其他细胞间进行信息交流。概括出细胞膜还具有参与完成细胞间信息交流的功能。
习题练习
如图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是（ ）
A.功能①在生命起源过程中具有重要作用
B.功能②表示进入细胞的物质对细胞都是有利的
C.胰岛素调控生命活动可用图中③表示
D.相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流
【答案】B
对细胞膜成分的探索
引导学生思考：细胞膜应该具有什么样的成分呢？
问题1：欧文顿是如何推测细胞膜是由脂质组成的？
问题2：科学家为什么利用红细胞做材料？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3：细胞内外均为水环境，磷脂分子应如何分布？
问题4：1925年，戈特和格伦德尔是如何推测“细胞膜中的磷脂分子排列为两层”的？
问题5：1935年，丹尼利和戴维森的实验结论是什么？推论是什么？
问题6：请概述细胞膜的成分组成。
阅读教材对细胞膜成分的探索，讨论并回答一系列问题。
回答问题1：根据“相似相溶”原理，膜可能是由脂质构成的。
回答问题2：红细胞细胞质简单，内部无其他膜结构。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由磷脂和胆固醇。
回答问题3：细胞内外均为水环境，磷脂分子可能会这样分布：
回答问题4：戈特和格伦德尔的实验结果是脂质单层分子的面积是膜表面积的2倍。与问题3中的猜测一致。
回答问题5：丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力。推测细胞膜除含脂质分子外，可能还含有蛋白质。
回答问题6：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量的糖类。
结合科学史资料和相关问题，引导学生分析得出组成细胞膜的成分。
帮助学生感知科学探究过程，培养科学思维和科学探究能力。
对细胞膜结构的探索，理解“流动镶嵌模型”的内容
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能解释细胞膜的什么功能？不能解释细胞膜的什么功能？
问题2：1970年，科学家人鼠细胞融合实验的实验结论是什么？
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，发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
问题3：基于以上内容，总结辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型的结构要点，并利用此解释细胞膜的功能。
阅读教材，讨论并回答一系列问题。
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、变形虫的变形运动等。
回答问题2：细胞膜具有流动性。
回答问题3：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、运动等功能都是非常重要的。
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。
习题练习
如图为细胞膜的结构模型示意图，a、b表示细胞膜的两侧。下列有关说法错误的是 （ ）
A.细胞膜因具有图中①表示的基本支架而具有对称性
B.动物细胞吸水时，图中①的厚度会变小
C.图中a侧具有糖蛋白，是细胞膜的外侧
D.细胞膜具有流动性与图中①③都有关
【答案】A
拓展：生物膜模型制作
核心问题：了解细胞膜的结构和功能后，其在实际生活中有什么应用？理解其现实意义，增强社会责任感。
作业：利用废旧物品制作生物膜模型
学生通过“海水淡化”、“尿毒症透析”、“脂质体药物”等的分析，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，通过该作业加强对生物膜分子组成和空间结构的形象认识。
感受细胞膜在实际生活中的应用，增加对模型与建模的理解；培养社会责任意识。
课堂小结
板书设计
第1节 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开，具有保护作用
2、控制物质进出细胞
功能特性：选择透过性
3、进行细胞间的信息交流
二、对细胞膜成分的探索
脂质（约占50%）、蛋白质（约占40%）、糖类（占2%~10%）
三、对细胞膜结构的探索
流动镶嵌模型
1、磷脂双分子层为基本支架；
2、蛋白质位于两侧或游离表面，或贯穿磷脂双分子层之中；
3、外层由糖被包围。
结构特性：细胞膜具有流动性