3.1 细胞膜的结构和功能教学设计-细胞膜的流动镶嵌模型教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

3.1细胞膜的结构和功能教学设计-细胞膜的流动镶嵌模型教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容来自人教版高一生物必修一的第三章第一节《细胞膜的结构和功能》。具体内容包括：

1.细胞膜的流动镶嵌模型：介绍细胞膜的基本结构，包括磷脂双分子层和蛋白质分子，以及它们在细胞膜中的分布和功能。

2.细胞膜的物质运输功能：讲解物质跨膜运输的机制，包括被动运输和主动运输，以及各种运输方式的实例和特点。

3.细胞膜的细胞间信息交流功能：介绍细胞膜在细胞间的信息交流中的作用，包括细胞间的化学信号传递和细胞膜表面的受体蛋白等。

本节课的教学内容与学生已有的知识有一定的联系。学生在初中阶段已经学习了细胞的基本结构，包括细胞膜的存在和基本功能。在此基础上，本节课将进一步深入讲解细胞膜的结构和功能，使学生对细胞膜有更深入的理解。同时，本节课的内容也为后续学习细胞器、细胞代谢、遗传等内容打下基础。二、核心素养目标1.科学思维：培养学生运用科学的方法观察、分析和解释细胞膜结构和功能的复杂性，提高学生的科学思维能力。

2.科学探究：通过实验和实例，引导学生探究细胞膜物质运输的机制，培养学生的科学探究能力。

3.社会责任：引导学生关注细胞膜功能对生命活动的重要性，培养学生的社会责任感。

4.创新意识：鼓励学生提出对细胞膜结构和功能的新见解，培养学生的创新意识。三、教学难点与重点1.教学重点

本节课的核心内容是细胞膜的流动镶嵌模型，包括磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，以及它们在细胞膜中的分布和功能。此外，物质跨膜运输的机制，包括被动运输和主动运输，以及各种运输方式的实例和特点，也是本节课的重点内容。

2.教学难点

（1）细胞膜的流动镶嵌模型的理解：学生可能会对磷脂双分子层和蛋白质分子的组成和分布感到困惑，难以理解它们在细胞膜中的作用和功能。

（2）物质跨膜运输的机制：学生可能会对被动运输和主动运输的机制感到难以理解，特别是主动运输中ATP的作用和能量的转化。

（3）实例和特点的理解：学生可能会对各种运输方式的实例和特点感到难以理解和区分，特别是在不同的细胞类型和环境条件下，运输方式的差异和选择。

针对这些难点，教师需要采取有效的教学方法，如通过动画、实验和实例的讲解，帮助学生理解和突破难点。同时，教师也需要引导学生进行自主学习和思考，提高他们的理解和应用能力。四、教学方法与手段一、教学方法

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生了解细胞膜的流动镶嵌模型，包括磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，以及它们在细胞膜中的分布和功能。同时，通过讲解物质跨膜运输的机制，包括被动运输和主动运输，以及各种运输方式的实例和特点，使学生掌握细胞膜的功能。

2.讨论法：组织学生进行小组讨论，探讨细胞膜的结构和功能对生命活动的重要性，以及物质跨膜运输的机制在生物学研究和实际生活中的应用。通过讨论，激发学生的思维和兴趣，提高学生的参与度和学习效果。

3.实验法：安排学生进行实验，观察细胞膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的机制。通过实验，使学生直观地了解细胞膜的结构和功能，加深对物质跨膜运输机制的理解，培养学生的观察能力和实验技能。

二、教学手段

1.多媒体课件：利用多媒体课件展示细胞膜的结构和功能，包括磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，以及它们在细胞膜中的分布和功能。通过动画和图片，使抽象的知识具体化，提高学生的学习兴趣和理解能力。

2.教学软件：使用教学软件进行模拟实验，展示物质跨膜运输的机制，包括被动运输和主动运输。通过软件的模拟，使学生直观地了解运输过程，加深对物质跨膜运输机制的理解，提高学生的学习效果。

3.实物模型：利用实物模型展示细胞膜的流动镶嵌模型，使学生直观地了解细胞膜的结构。通过触摸和观察，加深学生对细胞膜结构的理解，提高学生的学习兴趣。

4.小组讨论：组织学生进行小组讨论，探讨细胞膜的结构和功能对生命活动的重要性，以及物质跨膜运输的机制在生物学研究和实际生活中的应用。通过讨论，激发学生的思维和兴趣，提高学生的参与度和学习效果。

5.实验操作：安排学生进行实验，观察细胞膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的机制。通过实验，使学生直观地了解细胞膜的结构和功能，加深对物质跨膜运输机制的理解，培养学生的观察能力和实验技能。五、教学流程一、导入新课（用时5分钟）

1.利用多媒体课件展示细胞膜的图片，引导学生回顾初中阶段所学知识，了解细胞膜的基本结构和功能。

2.提出问题：细胞膜的结构和功能对生命活动有什么重要性？激发学生的思考和兴趣。

二、新课讲授（用时15分钟）

1.讲授细胞膜的流动镶嵌模型，包括磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，以及它们在细胞膜中的分布和功能（用时5分钟）。

2.讲解物质跨膜运输的机制，包括被动运输和主动运输，以及各种运输方式的实例和特点（用时5分钟）。

3.举例说明物质跨膜运输在生物学研究和实际生活中的应用（用时5分钟）。

三、实践活动（用时10分钟）

1.学生通过多媒体课件和实物模型观察细胞膜的流动镶嵌模型，加深对细胞膜结构的理解（用时5分钟）。

2.学生利用教学软件进行模拟实验，观察物质跨膜运输的机制，加深对运输过程的理解（用时5分钟）。

3.学生进行小组讨论，探讨细胞膜的结构和功能对生命活动的重要性，以及物质跨膜运输的机制在生物学研究和实际生活中的应用（用时5分钟）。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.学生分组，每组选出一个主题，如细胞膜的结构、物质跨膜运输的机制等。

2.学生通过查阅资料、讨论和总结，形成小组的观点和结论。

3.每组派代表进行汇报，其他小组进行提问和讨论。

五、总结回顾（用时5分钟）

1.教师引导学生回顾本节课所学内容，包括细胞膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的机制等。

2.学生分享自己在实践活动和小组讨论中的收获和体会。

3.教师总结本节课的重点内容，强调细胞膜结构和功能的重要性，以及物质跨膜运输在生物学研究和实际生活中的应用。六、拓展与延伸1.细胞膜的药物输送：提供关于细胞膜在药物输送方面的研究，如利用细胞膜的特定通道将药物输送到细胞内。

2.细胞膜的细胞工程应用：介绍细胞膜在细胞工程中的应用，如利用细胞膜的特定功能进行细胞分离和培养。

3.细胞膜的细胞信号传递：提供关于细胞膜在细胞信号传递方面的研究，如细胞膜上的受体蛋白在信号传递中的作用。

4.细胞膜的膜片钳技术：介绍膜片钳技术在研究细胞膜离子通道方面的应用，如通过膜片钳技术研究钾离子通道的特性。

5.细胞膜的疾病与治疗：提供关于细胞膜在疾病发生和治疗方面的研究，如细胞膜上的特定蛋白质在疾病诊断和治疗中的应用。

6.细胞膜的膜片钳技术：介绍膜片钳技术在研究细胞膜离子通道方面的应用，如通过膜片钳技术研究钾离子通道的特性。

7.细胞膜的细胞信号传递：提供关于细胞膜在细胞信号传递方面的研究，如细胞膜上的受体蛋白在信号传递中的作用。

8.细胞膜的疾病与治疗：提供关于细胞膜在疾病发生和治疗方面的研究，如细胞膜上的特定蛋白质在疾病诊断和治疗中的应用。

9.细胞膜的药物输送：提供关于细胞膜在药物输送方面的研究，如利用细胞膜的特定通道将药物输送到细胞内。

10.细胞膜的细胞工程应用：介绍细胞膜在细胞工程中的应用，如利用细胞膜的特定功能进行细胞分离和培养。七、典型例题讲解1.题目：请简述细胞膜的流动镶嵌模型的特点。

答案：细胞膜的流动镶嵌模型特点包括磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中，磷脂双分子层具有流动性，蛋白质分子具有选择透过性。

2.题目：请说明物质跨膜运输的机制。

答案：物质跨膜运输的机制包括被动运输和主动运输。被动运输是指物质通过扩散作用进出细胞，不需要消耗能量；主动运输是指物质通过载体蛋白的协助，逆浓度梯度或电化学梯度进出细胞，需要消耗能量。

3.题目：请举例说明被动运输和主动运输的过程。

答案：被动运输的例子有氧气和二氧化碳通过细胞膜的扩散。主动运输的例子有钠离子通过钠钾泵从细胞内泵出细胞外，葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白从低浓度一侧转运到高浓度一侧。

4.题目：请解释细胞膜在细胞间的信息交流中的作用。

答案：细胞膜在细胞间的信息交流中起到传递信号的作用。细胞膜上的受体蛋白可以识别并结合特定的信号分子，将信号传递给细胞内的信号转导途径，从而调节细胞的功能和行为。

5.题目：请描述细胞膜在细胞代谢中的作用。

答案：细胞膜在细胞代谢中起到物质运输的作用。细胞膜上的载体蛋白可以协助物质进出细胞，如葡萄糖、氧气和二氧化碳等。细胞膜还可以通过离子通道和离子泵调节细胞内的离子浓度，影响细胞内的代谢过程。八、内容逻辑关系1.细胞膜的结构与功能的关系：

-磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架，具有流动性。

-蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中，具有选择透过性。

-细胞膜的物质运输功能依赖于磷脂双分子层和蛋白质分子的协同作用。

2.物质跨膜运输的机制与能量的关系：

-被动运输（扩散、渗透）不消耗能量，是自然的物理过程。

-主动运输需要消耗能量，通过ATP等物质提供能量来实现。

-能量的消耗与物质跨膜运输的方向性和选择性有关。

3.细胞膜在生命活动中的作用：

-细胞膜是细胞与外界环境交互的界面，保护细胞内部环境稳定。

-细胞膜的物质运输功能保证了细胞内外的物质交换和能量转换。

-细胞膜的细胞间信息交流功能对于细胞间的协调和通信至关重要。

板书设计：

1.细胞膜的结构与功能

-磷脂双分子层：流动性

-蛋白质分子：选择透过性

-物质运输功能：依赖磷脂双分子层和蛋白质分子的协同作用

2.物质跨膜运输的机制与能量

-被动运输：不消耗能量

-主动运输：需要消耗能量

-能量的消耗与物质跨膜运输的方向性和选择性有关

3.细胞膜在生命活动中的作用

-界面：保护细胞内部环境稳定

-物质运输：物质交换和能量转换

-信息交流：细胞间的协调和通信课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.细胞膜的流动镶嵌模型：磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中，磷脂双分子层具有流动性，蛋白质分子具有选择透过性。

2.物质跨膜运输的机制：被动运输（扩散、渗透）和主动运输。被动运输不消耗能量，是自然的物理过程；主动运输需要消耗能量，通过ATP等物质提供能量来实现。

3.细胞膜在生命活动中的作用：细胞膜是细胞与外界环境交互的界面，保护细胞内部环境稳定；物质运输功能保证了细胞内外的物质交换和能量转换；细胞膜的细胞间信息交流功能对于细胞间的协调和通信至关重要。

当堂检测：

1.请简述细胞膜的流动镶嵌模型的特点。

答案：细胞膜的流动镶嵌模型特点包括磷脂双分子层和蛋白质分子的组成，蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中，磷脂双分子层具有流动性，蛋白质分子具有选择透过性。

2.请说明物质跨膜运输的机制。

答案：物质跨膜运输的机制包括被动运输和主动运输。被动运输是指物质通过扩散作用进出细胞，不需要消耗能量；主动运输是指物质通过载体蛋白的协助，逆浓度梯度或电化学梯度进出细胞，需要消耗能量。

3.请举例说明被动运输和主动运输的过程。

答案：被动运输的例子有氧气和二氧化碳通过细胞膜的扩散。主动运输的例子有钠离子通过钠钾泵从细胞内泵出细胞外