生物必修1《分子与细胞》细胞膜的结构和功能教案

这是一份生物必修1《分子与细胞》细胞膜的结构和功能教案，共10页。教案主要包含了播放动画，激发兴趣，复习巩固，核心问题，资料 1，资料 2，补充资料 3，补充资料 4等内容，欢迎下载使用。
学校
课题
细胞膜的结构和功能（第 2 课时）
年级
高一
学科
生物
教材分析
细胞膜的结构和功能是高中生物必修一“分子与细胞”第 3 章第一节内容，
此前学生已经学习了组成细胞的元素和化合物，明确蛋白质、核酸、糖类等有机物对生命活动正常进行的重要性，尤其从分子层面深刻领悟了结构和功能相适应的观点。但这些分子如何组合形成细胞的各种结构，各种结构又如何有机组织起来表现生命现象，学生不得而知。本节内容重点介绍了细胞膜的结构和探究历程，对于其功能的介绍也是点到为止，为第四章细胞的物质输入和输出埋下伏笔。本节最大特点即安排了丰富的科学史料，通过模型与建模的科学方法，引导学生亲历科学家的探索历程，不断实践、认识，再实践、再认识。教材围绕“ 细胞膜 ”这一核心概念，以功能引出结构，培养学生的结构与功能相适应的观点，使学生自然而然的接受流动镶嵌模型，接近生物膜结构的真相。
本节基于科学史的论证式教学模式，以问题解决为导向，通过设疑、释疑、再设疑（如图 1），环环相扣，引导学生在模型建构中呈现细胞膜的流动镶嵌模型，有效实现知识构建和素养达成。
学情分析
关于细胞膜的基本结构学生虽然在初中有所了解，但微观视角下细胞膜的结构和功能，高一学生的认识和理解肤浅模糊。因此从系统的视角去看细胞，渗透模型构建的方法，既符合学生的认知特点和规律，又帮助学生理解细胞膜的结构和功能上的整体性，形成生命的系统观。
教学目标
（1）生命观念：感悟科学探究过程，理解细胞膜作为系统的边界所具有的主要功能和结构，加深结构和功能相适应的理解
（2）科学思维：从系统与环境关系及结构和功能的角度，阐释细胞膜的组成成分，培养辩证分析和实验推理的综合能力。
（3）科学探究：分析细胞膜结构模型的建构资料，引导学生利用“模型与建模”的方法，感悟科学在质疑与创新中不断发展。
（4）社会责任：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。
教学重难点
教学重点
细胞膜的结构及探索历程流动镶嵌模型的主要内容
教学难点
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
教学准备
各种模型（如下图）教学课件和学生平板
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智慧课堂应用及分析
1.功能选择
2.应用价值
3.评价体现
时长
问
设计情境
【播放动画，激发兴趣】教师播放
学生认真
采用视频播
3 分
题
激素的作用视频，引导学生思考:
观看后回
放功能，动
钟
导
,
(1)激素如何将信息传递给靶细胞？
答：
态画面吸引
入
引入新课
(2)激素能否进入细胞与细胞的什么结构密切相关?
（1）有的激素与靶细胞膜表面受体结合发挥作用。有的直接进入细胞。
学生探究新知的兴趣。
同时通过认知冲突，引导学生积极思考回答，
引出本节课的主题 ，让学生在不知不觉中重走科学家的研究之路。
小 结 巩 固
分析细胞膜成分的探索历
程，思考讨论问题
【复习巩固】教师展示细胞膜的成分探索科学史历程和细胞膜成分饼状图
回忆细胞膜的成分。
学生回答
1 分钟
科 学 探 究 ， 构 建 模 型
1. 回顾细胞膜成分 , 初建模型蓝图
【核心问题】磷脂分子和蛋白质等成分如何组成细胞膜？
提示：明确磷脂分子是两性分子的特点。
任务 1：（1）利用模型尝试展示磷脂分子在空气-水界面的排布。
（2）尝试构建磷脂分子在水环境中的分布
活动：寻找证据说明细胞膜上磷脂分子分布是双层的。
学生分组
讨论利用
教具构建
不同的物
理模型并解释原
因。教师
结合细胞
膜生活的
环境引导学生质
疑，修正
模型，构
建细胞膜
的基本骨架。
利用智慧课堂以下功
能：
(1) 分组作答功能：能将学生分组讨论结果直观呈现，使学生提高课堂效率。
(2) 投票功能：引导学生思考细胞膜的磷脂分子的排布，使每一位学生自主表达经过思考后的观点。
（3）随机选
12
分钟
人，阐述细
胞中磷脂分
子的分布的原因。
2.质疑寻证，修正细胞膜模型
【资料 1】1959 年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出三明治模型。
任务 2：结合资料构建罗伯特森的三明治模型
问题 1：按照罗伯特森的假说不能解释哪些现象？能否举例说明？
【资料 2】1970 年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将两个细胞融合。
问题 2：该实验说明什么问题？该实验具体表现为哪种分子可以运动？
流动性受什么因素影响？
【补充资料 3】冰冻蚀刻技术可以将细胞膜在低温下撕开，升温后暴露其断裂面。发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
【补充资料 4】细胞膜中糖类分子较少，它可以与蛋白质结合形成糖蛋白，也可以与蛋白质结合形成糖
脂，这类分子叫糖被，与细胞表面
学生回答问题：
（1）无
法解释细胞的生
长、变形
虫的变形
运动。把
生物膜描
述为静态
的统一结
构，这显
然与膜功
能的多样性相矛
盾。
（2）说
明细胞膜
的蛋白质
具备流动
性。进一
步否定三明治模
型。
学生上台
展示流动
镶嵌模型
的结构并
进行修正
和评价。
（1） 拍照展示功能：直观展示模型，使学生明确三明治模型中蛋白质的分布。
（2）随机选人功能：回答三明治模型不能解释的现象，通过“问题-猜想-证据”环节，有意识的引导质疑模型的合理性和科学
性，感悟科学在质疑和创新中不断发展。
7 分钟
的识别、细胞间信息传递等功能密切相关。
任务 3 ：结合补充资料，完善模型中蛋白质和糖类的分布。
3.展 示 成果 ，解释流动镶嵌模型
流动镶嵌的内容讲解
问题 1：总结流动镶嵌模型的主要内容。
问题 2：既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？体现了细胞膜的什么特点？
问题 3：利用所学的知识回答课前动画问题，哪些激素可以进入胞内发挥作用呢？哪些不能？体现细胞膜什么功能？
在问题中帮助学生认同结构和功能相统一的生命观点，引导学生归纳分析流动镶嵌模型的建立过程，领悟科学发现的特点和对学习的启
示。
学生讨论
并回答:
（1）略
（2）水分子极
小，可以
通过磷脂
分子运动
产生的间
隙，而是
因为膜存
在水通道蛋白。
（3）性
激素可以
直接进入
细胞膜，
因为它是
固醇，而
像胰岛素
等大分子
激素不能
进入靶细
胞传递信息。
（1）提前分享资料功
能：让学生提前观看视频，预习流动镶嵌模型的内容，教师能从学生的反馈中调整教学。
（2）电子课本：让学生重视教材的学习。
（3）展示功能和抢答功能：通过抢答使多名学生分享自己对科学发现的特点的认识，培养学生的语言组织能力，培养学生的科学质疑求
真、团结互作的科学精神。
15
分钟
拓展应用
知识拓展学以致用
拓展应用：脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定脂双层膜的现象而制备的人工膜，脂质体可以作为药物的运载体，将其送入特定部位发挥作用，现在有水溶性药物、脂溶性药物药剂和抗体，你觉得他们应该各自包裹在膜何处？如何保
学生理论联系实
践，体会
基础科学
知识和解
决现实问
题之间的
（1）讨论功能：设置真
实情境通过
讨论展示，
外显化学生的思考成
果，使学生
5 分钟
证脂质体将药物送到特定靶细胞？
密切联系。
的思想火花相互碰撞，激发学生的学习兴趣。
板书设计
教学反思
细胞膜的结构对学生而言具有一定的抽象性，教材在安排时先介绍功能然后追究原因，由果溯因，符合学生的学习心理，也体现学生的认知特点和生物科学的基本规律。通过鼓励学生动手制作模型，引导学生识图，将抽象的逻辑思考转化成实物模型，锻炼了学生动手能力。但实践教学时，由于科学史料繁多难度大且只有对各组成成分的性质了解透彻时才能搭建出正确模型，尤其是寻找证据验证细胞膜的磷脂双分子层时，难度增加，需要学生充分细胞膜结构探索历程和生活环境，存在一定难度；学生对结构与功能相适应的生命观念有了初步认识，所以利用激素的传递信息的形式差异使学生深入情境更好的理解和深化。拓展应用中如何保证脂质体将药物送到特定靶细胞由于时间分配略有偏差已经要求学生课后作答。并且本节开放性程度高，生生互动、师生互动稍显不足，因此需要学生提前充分预习才能引导学生在深度探究中走向高阶思维，提升核心素养。