《細(xì)胞膜-系統(tǒng)的邊界》教學(xué)設(shè)計(jì)

必修一走進(jìn)細(xì)胞第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)《第一節(jié)細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界》教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析本節(jié)內(nèi)容是人教版生物必修1《分子與細(xì)胞》第三章第一節(jié)的內(nèi)容，本章將從細(xì)胞膜、細(xì)胞器、細(xì)胞核三個(gè)層面描述細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，而本節(jié)介紹的是細(xì)胞膜的成分和功能，為實(shí)現(xiàn)全面提高生物學(xué)科素養(yǎng)的課程目標(biāo)，教材編寫安排了“體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法”的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)科學(xué)的知識(shí)，還能了解到科學(xué)的過(guò)程。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的成分和功能。過(guò)程與方法：體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：認(rèn)同細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，對(duì)于細(xì)胞這個(gè)最基本的生命系統(tǒng)的重要意義。學(xué)情分析本節(jié)課授課對(duì)象為高一年級(jí)的學(xué)生，學(xué)生們具有較強(qiáng)的好奇心和探索精神，同學(xué)們?cè)诔踔须A段學(xué)習(xí)過(guò)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對(duì)細(xì)胞膜有一定的了解，但細(xì)胞膜李學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)較遠(yuǎn)，所以在教學(xué)過(guò)程中安排了很多生活中的實(shí)例、圖片、視頻等材料，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。四.重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)（1）細(xì)胞膜的成分和功能。（2）理解細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義。難點(diǎn)：用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜的方法。五.教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課1.回憶細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，展示一幅圖，請(qǐng)同學(xué)們嘗試區(qū)分顯微鏡視野下的氣泡和細(xì)胞。展示中國(guó)地圖，每個(gè)國(guó)家在陸地、海域、領(lǐng)空都有邊界，我們要尊重每個(gè)國(guó)家的領(lǐng)土主權(quán)，中國(guó)的領(lǐng)土主權(quán)也不容他國(guó)的侵犯，邊界的存在對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定是至關(guān)重要的，那么細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，它的邊界是什么呢？請(qǐng)閱讀資料并思考以下三個(gè)問(wèn)題。資料：資料發(fā)現(xiàn)：用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質(zhì)注入變形蟲體內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能很快溢出細(xì)胞。1）變形蟲是什么生物？它的最外層是什么？（2）為什么伊紅染液不能溢出變形蟲？（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？回顧細(xì)胞的結(jié)構(gòu)并思考問(wèn)題。閱讀資料，思考問(wèn)題。單細(xì)胞生物；細(xì)胞膜。細(xì)胞膜的阻隔。細(xì)胞作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，它有邊界——細(xì)胞膜創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的興趣并鞏固已學(xué)知識(shí)。以國(guó)家邊界引入細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)國(guó)家安全的教育。體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法那么細(xì)胞膜的成分是什么呢？它又具有什么功能呢？要解決這些問(wèn)題，我們首先就要獲得細(xì)胞膜，下面我們就來(lái)體驗(yàn)下如何制備細(xì)胞膜。首先，我們要選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料（課件展示幾種細(xì)胞的圖片）哪一種細(xì)胞比較適合用于提取細(xì)胞膜呢？為什么？（2）動(dòng)物細(xì)胞的種類多種多樣，那么每一種動(dòng)物細(xì)胞都適用于細(xì)胞膜的制備?請(qǐng)學(xué)生結(jié)合教材P41相關(guān)信息進(jìn)行思考(課件展示幾種動(dòng)物細(xì)胞的圖片)那么上述動(dòng)物細(xì)胞材料中又該選擇哪一種呢？（3）實(shí)驗(yàn)材料選好了，那我們?nèi)绾潍@得細(xì)胞膜？用鑷子把細(xì)胞膜剝下來(lái)？用針把細(xì)胞扎破？可以嗎？顯然這些方法都是不可行的，本實(shí)驗(yàn)中我們用到的方法是吸水漲破法，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)是具有一定濃度的，如果把細(xì)胞放在清水中，水就會(huì)進(jìn)入細(xì)胞，把細(xì)胞漲破，細(xì)胞內(nèi)容物質(zhì)流出，（課件展示細(xì)胞吸水漲破的過(guò)程）細(xì)胞破裂后，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)流出，我們還要進(jìn)一步將物質(zhì)進(jìn)行分離才能獲得純凈的細(xì)胞膜，我們用到的分離方法就是——離心法。（4）接下來(lái)請(qǐng)大家觀察一段制備細(xì)胞膜視頻，并完善課堂導(dǎo)學(xué)案上的細(xì)胞膜制備實(shí)驗(yàn)的步驟。①選材：稀釋液②制作裝片：用滴管取一滴紅細(xì)胞稀釋液滴在載玻片上，蓋上蓋玻片③觀察：用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)（由低倍一高倍）④滴加清水：在蓋玻片的一側(cè)滴加，在另一側(cè)用吸引（引流法）⑤觀察：持續(xù)觀察細(xì)胞的變化⑥結(jié)果：紅細(xì)胞凹陷____，體積____，細(xì)胞_____，內(nèi)容物流出，獲得細(xì)胞膜。（5）那么同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜的制備已經(jīng)有了一定的了解，那么接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)思考以下幾個(gè)問(wèn)題：①在發(fā)育過(guò)程中，哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的核逐漸退化，并從細(xì)胞中排出，為能攜帶蛋白質(zhì)騰出空間，體現(xiàn)了什么生物學(xué)觀點(diǎn)？②可采用雞的新鮮的紅細(xì)胞稀釋液可以嗎？為什么？③取得紅細(xì)胞后應(yīng)先用適量的生理鹽水稀釋，這樣做的目的是？④如何上述實(shí)驗(yàn)在試管中進(jìn)行，如何獲得純凈的細(xì)胞膜？（1）學(xué)生回答：動(dòng)物細(xì)胞，動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，制備細(xì)胞膜更容易。（2）學(xué)生回答：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，理由：人和其他哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，可以避免其他膜結(jié)構(gòu)的干擾，獲得純凈的細(xì)胞膜。觀看視頻，小組討論并完成課堂導(dǎo)學(xué)案相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生思考并小組討論。①結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的觀點(diǎn)②不可以。雞屬于鳥類動(dòng)物，雞的紅細(xì)胞內(nèi)有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器。③使紅細(xì)胞分散開；使紅細(xì)胞暫時(shí)維持原有的形態(tài)。④用生理鹽水洗滌紅細(xì)胞→用蒸餾水脹裂紅細(xì)胞→進(jìn)行離心處理，分離出細(xì)胞膜。通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境，體會(huì)實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇對(duì)于科學(xué)研究的重要性。利用視頻來(lái)展示試驗(yàn)的操作過(guò)程，并帶著問(wèn)題去觀看視頻，能夠?qū)r(shí)間有效地利用，同時(shí)也提高了學(xué)生的觀察能力、分析能力和總結(jié)的能力。（5）訓(xùn)練學(xué)生知識(shí)遷移的能力。細(xì)胞膜的成分（1）科學(xué)家們獲得了細(xì)胞膜后就對(duì)其進(jìn)行了大量的分析與研究，下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀兩則資料，資料1.1859年，E.Oerton選用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也容易穿過(guò)膜，反之，不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也不容易穿過(guò)膜。資料2：科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜會(huì)被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對(duì)蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）思考：從上述材料中，你可以得出什么結(jié)論？許多有關(guān)細(xì)胞膜化學(xué)組成成分的資料表明，細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外，還有少量的糖類。其中脂質(zhì)約占細(xì)胞膜總量50%，其中磷脂最為豐富（課件展示細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖），蛋白質(zhì)約占40%，蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)其重要作用，因此，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。少量的糖和蛋白質(zhì)和脂質(zhì)結(jié)合在一起形成糖蛋白和糖脂。請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P41與生活的聯(lián)系，追問(wèn)：1.組成細(xì)胞的脂質(zhì)中，哪種脂質(zhì)最豐富？2.決定細(xì)胞膜功能的物質(zhì)是什么？功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，該物質(zhì)會(huì)有怎樣的特點(diǎn)？3.細(xì)胞在癌變的過(guò)程中，細(xì)胞膜的成分會(huì)發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生哪種物質(zhì)？學(xué)生閱讀分析材料并思考，得出細(xì)胞膜的組成成分中有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。觀察圖片，理解細(xì)胞膜的組成成分。閱讀資料并思考。①磷脂。②蛋白質(zhì)，細(xì)胞膜功能越復(fù)雜蛋白質(zhì)的種類、數(shù)量越多。③甲胎蛋白、癌胚抗原等（1）通過(guò)閱讀資料，學(xué)生嘗試提煉信息并總結(jié)，能有效提高學(xué)生閱讀材料、總結(jié)材料的能力。（2）展示圖片讓知識(shí)更加具體形象，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，有助于記憶。細(xì)胞膜的功能近年來(lái)，人們對(duì)生物膜的研究不斷深入，科學(xué)家嘗試模擬生物膜的功能，進(jìn)行凈化污水等工作，那么細(xì)胞膜都有什么功能呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P42（課件展示細(xì)胞膜的功能）小實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備一個(gè)雞蛋，將雞蛋的蛋清和蛋黃進(jìn)行分離，得到蛋黃后用牙簽將蛋黃戳破，內(nèi)容物質(zhì)流出。①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界,它的最明顯的功能是分隔作用,將細(xì)胞膜與外界環(huán)境分隔開,保持了相對(duì)穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境。資料：莧菜細(xì)胞液泡中含有呈現(xiàn)紫紅色的花青素，將莧菜葉片切小塊后清洗，水的顏色無(wú)明顯變化，若進(jìn)行加熱煮湯，湯的顏色呈現(xiàn)為紫紅色。②從圖解我們可以清楚地看出,細(xì)胞膜像邊防檢查站一樣,對(duì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的“檢查”,所以細(xì)胞膜有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能,細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞,細(xì)胞不需要,或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)則不容易進(jìn)入,細(xì)胞產(chǎn)生的廢物及分泌的抗體、激素合成后可以排到細(xì)胞外,面細(xì)胞內(nèi)的核酸等重要成分卻不會(huì)流失到細(xì)胞外。③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流；在多細(xì)胞生物體內(nèi),每個(gè)細(xì)胞都不是孤立存在的,它們之間必須保持功能的協(xié)調(diào),才能使生物體健康地生存,這種協(xié)調(diào)性與細(xì)胞膜的功能密切相關(guān),所以細(xì)胞膜的另一重要功能是進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流信息交流的方式多種多樣；（展示信息交流的方式圖解）分析資料，小組討論得出細(xì)胞膜的功能。通過(guò)閱讀教材，學(xué)生自己總結(jié)，提高學(xué)生閱讀材料、總結(jié)材料的能力。注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生用類比的方法解決問(wèn)題。細(xì)胞壁假如今天我們只有植物細(xì)胞材料用作實(shí)驗(yàn),要想感受膜的存在，我們應(yīng)首先考慮什么?（課件展示植物細(xì)胞圖）細(xì)胞壁無(wú)生物活性，具有全透性，其功能主要是支持和保護(hù)細(xì)；防止細(xì)胞吸漲而破裂，保持細(xì)胞的正常形態(tài)。學(xué)生小組討論并回答：首先要用纖維素酶和果膠酶將細(xì)胞壁去除。通過(guò)細(xì)胞壁的學(xué)習(xí)，體會(huì)細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界的重要性。課堂小結(jié)本節(jié)課主要體驗(yàn)了細(xì)胞膜的制備方法，了解了細(xì)胞膜的成分及功能，接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們填寫本節(jié)課的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)學(xué)生填寫知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)通過(guò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)的填寫，回顧本節(jié)課的知識(shí)。五.板書設(shè)計(jì)第一節(jié)細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界系統(tǒng)的邊界 生命系統(tǒng)系統(tǒng)的邊界選材成分：制備原理細(xì)胞膜細(xì)胞壁作用：方法特性：成分功能本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)路線圖展示國(guó)家地圖，引入提出問(wèn)題：細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，它的邊界對(duì)系統(tǒng)的重要性邊界是什么？設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)國(guó)家邊界的實(shí)例，讓學(xué)生感知到邊界的重要性，進(jìn)而思考細(xì)胞的邊界。觀看伊紅染液注入 細(xì)胞作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，它有邊界——細(xì)胞膜變形蟲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)觀看視頻，讓學(xué)生直觀感知細(xì)胞邊界的存在，較好解決了學(xué)生對(duì)細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界的認(rèn)識(shí)。體驗(yàn)制備細(xì)胞膜①通過(guò)問(wèn)題和圖片過(guò)渡：選擇哪種細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)的方（觀看實(shí)驗(yàn)視頻）材料？（哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞：沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器）②引導(dǎo)學(xué)生思考，師生共同總結(jié)概括出細(xì)胞吸水漲破的試驗(yàn)方法。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境，體會(huì)實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇對(duì)于科學(xué)研究的重要性。③學(xué)社觀看實(shí)驗(yàn)視頻，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)的步驟：選材制作裝片觀察滴加清水觀察結(jié)果設(shè)計(jì)意圖：觀察實(shí)驗(yàn)視頻，了解實(shí)驗(yàn)步驟。資料分析細(xì)胞膜①細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外，還有少量的糖類。的組成成分設(shè)計(jì)意圖：給學(xué)生提供相應(yīng)的科學(xué)史料和實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生在分析、思考與討論中提升獲取信息的能力。②癌癥篩查中有對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行檢測(cè)，細(xì)胞膜成分異常改變預(yù)示著細(xì)胞可能發(fā)生了病變?cè)O(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，將知識(shí)落實(shí)到實(shí)處，理論聯(lián)系生活，使學(xué)生學(xué)有所用。實(shí)驗(yàn)、資料分析細(xì)胞膜的功能①小實(shí)驗(yàn)：分離蛋清、蛋黃（雞蛋的卵黃部分就是一個(gè)細(xì)胞，包裹著黃色漿液的透明膜就是細(xì)胞膜）——細(xì)胞膜能將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開②資料：莧菜清洗后，水的顏色無(wú)明顯變化，煮湯后，湯呈紫紅色——細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞追問(wèn)：把細(xì)胞膜比喻成紗窗恰當(dāng)嗎？——細(xì)胞膜控制物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性