1、细胞膜系统的边界 教学设计安徽师范大学附属外国语中学 程婷一、设计思路“学起于思，思源于疑”强烈的释疑欲望是学生积极思考的内在动力，由存疑到释疑的过程，就是学生把新旧知识联系起来进行深入思考、探究、综合推理，运用已有的知识去获得新知识的过程。这对增进学生的智力、激发学生的潜能、培养学生的创造力所起的作用，不是教师的分析、讲解所能代替的。本着“学起于思，思源于疑”，课题从新课程理念出发，创设情境，以疑激趣，理论联系生活实际，以生活常识入手，温故而知新，引导学生在已有知识背景下主动建构新知识，让学生认同细胞膜是系统的边界。为了让学生有切实的情感体验，我们给学生提供实验素材，让学生亲自体验细胞膜的制
2、备过程。实验前引导学生进行正确选材，规范实验操作。当学生用显微镜观察细胞吸水涨破实验后，激发学生学习兴趣，再设置一系列的科学材料引导学生分析得出细胞膜的成分。细胞膜功能部分，注重与现实生活的联系，引导学生利用类比的方法解决问题，让学生注意理解生物科学与技术和社会之间的相互作用，重视理论联系实际，并进一步落实情感、态度、价值观的教育。二、教学分析1 教材分析本节课为新教材第一模块分子与细胞部分的第三章细胞的基本结构的第 1 节,是细胞结构的最外层,在教材中处于基础地位,是细胞结构不可分割的一部分,它与第四章第 2 节生物膜的流动镶嵌模型有着直接的联系,起到了承上启下的作用。新教材中只讲了细胞膜的
3、成分和功能，而原教材讲细胞膜的成分、结构和功能。新教材着重实验和生活事例，从“体验制备细胞膜的方法”实验中锻炼学生的动手操作能力和独立思考能力，培养学生的科学意识。“与生活的联系”使课本知识与日常生活联系起来,树立科学与生活之间的联系。2学情分析基于必修 1 前两章的学习和初中相关的知识基础，学生已知道细胞的基本结构、组成细胞的成分和各成分的功能、细胞成分鉴定的一般方法。学生喜欢做实验，本着对实验的好奇，可以很好激发学生的求知欲和学习积极性，为本节的学习奠定了基础。3教学重难点1教学重点（1）细胞膜的成分和功能。（2）细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。2教学难点（1）体验用哺乳动物红细胞制
4、备细胞膜的方法。（2）认同细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。三、教学目标1知识目标简述细胞膜的成分和功能。2能力目标初步尝试用哺乳动物红细胞制备细胞膜。3情感态度价值观(1)认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。(2) 通过实验教学，培养学生相互协作的合作精神和严谨治学的科学态度。四、教学策略与手段策略模式：问题式探究的策略模式，即“问题引导式”教学和学生“探究性”学习相结合的讨论型教学模式。以问题为纽带，使学生基于问题解决来建构知识、发展智力、提高能力。引导学生从已知到未知，由旧知引新知，在探究中，让学生领悟科学精神，提高生物科学素养，培养学生的科学思维能力，为进一步
5、组织学生探究性实验活动奠定基础。手段：通过复习、提示、蕴涵、铺垫等方式，温故知新引入课题。课题应用多媒体辅助教学工具，采用实验法、讨论法、问题教学法、探究教学法、讲授法、练习法等多种教学方法，突出教学重点，突破教学难点。内容第一部分，以实验为载体，在教师引导下，学生体验制备细胞膜的方法。课题第二部分，以科学资料为载体，以问题为纽带，积极引导学生讨论探究，获得与科学家们结论相似的结果，得出有关细胞膜的成分和功能的初步结论。最后通过聚合思维归纳，总结生物膜概念图。五、教学过程教学内容教师的组织和引导 学生活动 教学设计意图复习导入课题通过前面的学习，我们已经了解了元素，以及由元素构成的化合物，例如
6、蛋白质、糖类、脂质、核酸等。这些化合物不能独立表现出生命活动，这些化合物必须有机结合在细胞这一基本生命系统中，形成一定的细胞结构，才能体现出生命现象。设问：任何系统都有边界。细胞作为一个完整的系统，它是有边界的。就像中国与其它国家分隔开的边界是？【屏幕显示】中国地图学生通过识图和常识很快能准确齐答出：国界线、皮肤、细胞膜复习第二章，温故知新，引入本章 图片吸引学生的注意力，通过复习、提示、蕴涵、铺垫、等方式，让学生认同细胞膜是系统的边界，引出课题设问：人体与外界分隔开的边界是？【屏幕显示】人体皮肤与外界设问：那么细胞作为最基本的生命系统，它与外界的边界是？【屏幕显示】真核生物细胞基本结构图片内
7、容探究 （一）实验：体验制备细胞膜的方法实验选材及理由 实验方法实验步骤实验以及成果分析非常好。今天我们就一起来研究一下最基本的生命系统细胞的边界细胞膜。思考：要研究细胞膜，必须先获得细胞膜。我们选取什么样的材料来获取细胞膜呢？教师引导学生分析选取实验材料【屏幕显示】白细胞和红细胞图片师（引导分析）很多动物细胞结构和白细胞相类似，在显微镜下都可以看到细胞核和复杂的细胞器，而哺乳动物成熟红细胞却是一个例外，它没有细胞核和其他复杂细胞器。选择什么细胞好？思考：有了实验材料后，我们采用什么样的方法破坏细胞获得细胞膜呢？师生共同总结概括出吸水胀破的方法【屏幕显示】红细胞吸水涨破引导学生阅读教材 41
8、页的获取细胞膜的“方法步骤”师生共同总结实验步骤 【屏幕显示】分布图示步骤教师巡回指导学生完成实验教师统计实验成功人数，总结评价，学生思考讨论得出选取动物细胞生：哺乳动物成熟红细胞学生在老师引导下进行讨论得出不同答案：用镊子剥下；用刀剪开；用吸管吸出细胞中物质；用清水涨破学生阅读教材41 页的“方法步骤”学生按生物分组分工合作，动手实验学生描述现象，展示实验结果学生积极思考讨论回答问题，并得出过滤蒸干等结论设问引导学生思考如何选材和分离材料的方法，锻炼学生思维，让学生体验正确选材对科学研究的重要性，以及制备细胞膜的方法中蕴含的科学道理。师生共同总结实验方案步骤，分布图示实验步骤，加深对知识的掌
9、握，便于学生顺利完成实验学生分小组完成实验，体验实验带来的成功感，同时训练学生实验操作能力。通过表达交流，让学生有所得，有学习的成就感。鼓励学生交流展示【屏幕显示】红细胞吸水涨破图教师带着学生一起观察图片，描述实验现象：近水部分红细胞凹陷消失，细胞提举增大，细胞破裂，内容物流出。（教师激励实验失败的小组）思考：涨破的细胞膜和其它物质混合在一起，我如何获取较纯的细胞膜呢？师（根据学生回答，引导介绍离心的方法）【屏幕显示】离心机及其工作原理内容探究 （二）细胞膜的成分师（过渡）科学家将这样提纯获得的细胞膜进行进一步的研究分析，以此来鉴定细胞膜的化学成分和含量。我们一起来看一看科学家做了怎样的实验。
10、请大家看资料分析一：【屏幕显示】资料分析 1: 1859 年，欧文顿选用 500 多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，容易穿过膜，反之，不易溶于脂质的物质，也不易穿过膜。教师提示相似相溶原理，以问题串的方式引导学生分析资料师：（过渡）细胞膜中除了脂质还有别的成分吗？科学家并没有停止他们探究的步伐。我们一起来看科学家又做了怎样的实验。【屏幕显示】资料分析 2:科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。教师提示：蛋白酶是生物体内普遍存学生阅读资料，思考、分析，在教师引导下得出：因为脂质能溶于细胞膜中的脂质，所以可以穿过细胞膜。所以细胞膜中含
11、有脂质学生阅读资料，思考、分析，讨论总结出结论：细胞膜中含有蛋白质。师生总结、学生落实笔记，落脚到课本知识点勾画重视生物学知识的学习，重视学习生物科学研究的过程，引导学生从中领会生物科学的方法。利用已有知识和经验，训练比较、分析得出细胞膜的成分。从而培养学生分析能力、概括能力、解决实际问题能力。知识落到实处，理论联系生活实际，学有所得，学有所用在的只对蛋白质分解起催化作用的物质。设问引导学生分析材料得出结论师（讲述）细胞膜中主要含有脂质和蛋白质，此外还含有少量的糖类。他们的含量分别是脂质（约 50%）蛋白质（约 40%）糖类（约 2% -10%）。在组成细胞膜的脂质中，磷脂含量最多，是建构细胞
12、膜结构的主要成分。蛋白质在细胞膜行使功能中期重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。如细胞癌变，膜上的蛋白质种类及含量发生变化，并可经医学检测出来。【屏幕显示】细胞膜成分及含量内容探究（三）细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出3.信息交流师（过渡）其实有关细胞膜，同学们是经常看见的!特别是我们上生物课的时候。(说完后拿起课本指一下书本封面的细胞膜结构图，介绍结构图上细胞膜的成分，引导过渡到细胞膜的功能)【屏幕显示】资料分析 3：科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。思考：伊红充满细胞却不能溢出细胞，说明了
13、什么？师：（评价总结，类比推理细胞膜的的分隔功能）细胞膜将细胞与外界分隔开。在原始海洋还是一片混沌的时候，有了细胞膜这个边界将细胞与动荡不安的原始海洋分隔开，保障了内部环境的相对稳定，才使得原始生命的诞生成为可能。从而减小受到的各种外部干扰，才能正常的进行各种代谢活动。这就好比我们的学校的围墙，班级的墙壁，如果没有这些，喧嚣的街道，隔壁班级的活动直接影响到我们班级同学的学习，那么，我们的学习不可能正常进行。学生阅读资料，思考、分析，讨论回答得出：细胞膜将细胞与外界环境分隔开。观察 P42 图 3-2并阅读文字抓关键词比较、分析、概括学生观察动画，找寻规律得出：代谢废物排出细胞，有用的物质竟如细
14、胞，无用的物质不能进入细胞。学生思考并得出结论：细胞膜的控制作用是相对的。学生分小组讨论交流回答、思考、回答、体会细胞膜的重要意义引导学生展开想像，理解细胞膜功能，认同细胞膜对细胞这个生命系统的重要意义。树立功能与结构相适应的生物学观点。学生积极参与课堂讨论，通过表达交流，让学生有所得，有学习的成就感。将细胞膜的成分和功能与生活实际联系，让学生注意理解生物科学与技术和社会之间的相互作用，重视师：细胞膜作为细胞的边界，它还具有什么样的功能呢？我们一起通过一段动画来了解一下：【屏幕显示】动物细胞控制物质进出动画师（提示陈述）这是一个动物细胞模式图。橙黄色代表代谢废物，红色代表有用物质，绿色代表无用
15、物质。思考：请同学们识图总结细胞膜控制物质进出的规律。师：（及时肯定评价总结）细胞膜像海关或边防检查站，对进出细胞的物质进行严格的检查，细胞需要的营养物质可以从外界进入，不需要的或者对细胞有害的物质“ 不容易” 进入细胞，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；但是细胞内的核酸等重要成分却不会流失到细胞外。思考：为什么 SARS 病毒、HIV 病毒又可以侵入人体细胞呢？师（及时评价并总结）细胞膜的控制作用也是有限的，是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。思考：有人把细胞膜比作纱窗，这个比喻合理吗？有没什么不
16、妥当之处？师（总结）分析很有见地。首先比喻有其合理之处，两者都可以控制一些物质的进出。但也有其不妥当之处，细胞膜对物质进出有主动选择性，而纱窗没有主动性，只是被动的起意机械阻隔的作用。师（过渡讲述）生物体作为一个繁忙有序的细胞社会，每个细胞都不是孤学生观察图片，分小组讨论交流回答出：寄信人是内分泌细胞，信件时内分泌细胞分泌的激素，邮差是血液，收信人是靶细胞。学生对应打油诗，积极回答细胞膜的功能学生思考并得出结论：控制物质进出理论联系实际。这部分知识抽象难懂，又是难点， 引导学生识图，培养学生灵活运用实验得出所需新知识的能力。通过表达交流，让学生有所得，有学习的成就感。打油诗总结概括细胞膜的功能
17、，激发学生学习生物学的兴趣拓展视野，激发学生求知欲。进一步体会细胞膜的强大功能。引导学生知道细胞壁的成分和功能，进一步体会细胞膜的重要意义立存在的，与周围的环境关系密切，不断地与外界环境发生着物质和信息的交流。只有这样，细胞才能联合起来完成生命活动。而细胞之间的信息交流方式多种多样。【屏幕显示】细胞识别过程（直接交流）师（讲述）能直接接触的细胞，例如精子和卵细胞，可以通过膜表面的信号分子进行识别和结合，达到信息交流的目的。【屏幕显示】通道交流师（讲述）有的相邻两个细胞之间可以形成通道。例如高等植物细胞间通过胞间连丝相互连接形成通道，完成信息交流。师（过渡）相距较远的细胞怎么进行信息交流呢？【屏
18、幕显示】激素分泌传递作用过程教师引导学生识图，找出在这个过程中，哪些物质分别模拟寄信人、信件、邮差、收信人？师（总结陈述）为了保证信件准确送达。需要根据地址签收，就相当于靶细胞通过膜上的受体识别接收信息。通过刚才的学习，可以看到细胞膜的功能对于一个细胞的正常运作是必需的为了表彰细胞膜的突出贡献，细胞王国写了一首赞美诗给细胞膜，我们一起来看一下：【屏幕显示】是谁，隔开了原始海洋的动荡；是谁,为我日夜守边防。 是谁,为我传信报安康。 啊, 伟大的细胞膜呀！ 没有你,我会是何等模样！师(富有感情的朗读，边朗读边设问细胞膜的功能，总结强调)师（总结启示引导学生在课下查找资料，了解，总结细胞膜的其它功能
19、）【屏幕显示】细胞壁图片师（引导陈述）我们知道在植物细胞膜的外面还有一层细胞壁，它的成分主要是纤维素和果胶。能起到支持和保护的作用。细胞壁具有全透性，所有物质都可以穿过。思考：细胞壁不具备细胞膜的哪个功能？师（评价总结）很好，因为细胞壁不能为细胞“传信报安康”，所以说细胞壁不能认为是系统的边界。细胞膜才是边界。课堂小结师（总结）通过今天的学习，我们体验了制备细胞膜的方法，跟随科学家的足迹，了解了细胞的成分和功能。我们一起来通过概念图的形式过总结，建构今天的知识网络。 【屏幕显示】概念图建构概念图 师生共同总结构建知识体系，强化重点知识，加深对知识的掌握六、作业设计课堂练习：、下列哪项不属于细胞
20、膜的功能（ ）A控制物质进出细胞 B提高细胞内化学反应速率 C将胰岛细胞形成的胰岛素分泌到细胞外 D作为系统的边界，维持细胞内环境的稳定2、下列组合细胞膜化学组成表达最全面的是（ ）A蛋白质、糖类、固醇 B糖蛋白、脂质 C蛋白质、磷脂 D蛋白质、糖类、脂质 3、科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为：（ ）A哺乳动物红细胞容易得到 B哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构C哺乳动物红细胞在水中容易涨破 D哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 4 、细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是（ ） A 细胞需要的物质可以进出细胞 B 细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞 C 细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外
