高中生物：高中生物“细胞膜和细胞壁”教学设计

高中生物“细胞膜和细胞壁”教学设计

浙江省嘉善高级中学江生

一、教学理念

本节课在建构主义理论下进行了教学设计。建构主义理论强调学习不是由教师把知识简

单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生是主动地建构知识的意义，这种建

构是无法由他人来代替的；学习不是被动接收信息刺激，而是主动地建构意义。外部信息本

身没有什么意义，意义是学习者通过新旧知识经验间的反复的、双向的相互作用过程而建构

成的；学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和

编码，建构自己的理解；同化和顺应，是学习者认知结构发生变化的两种途径或方式。同化

是认知结构的量变，而顺应则是认知结构的质变。同化一顺应一同化一顺应……循环往复，

相互交替，人的认知水平的发展，就是这样的一个过程。学习过程不是简单的信息输入、存

储和提取，是新旧知识经验之间的双向的相互作用过程，也就是学习者与学习环境之间互动

的过程。

建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的

性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者去感受、去

体验，而不是仅仅聆听教师的介绍和讲解。所以在导入时本人采取了实验导入，让学生真真

切切观察到玉米籽粒的着色情况，真真切切的感受到细胞膜的选择透过性。本节课以科学实

验为主线贯穿始末，由实验导入一科学史教学，环环相扣，让学生也像科学家一样亲身经历

细胞膜的模型构建过程，体验了学家探究之路。教学设计在突出学科特点的同时渗透了“结

构决定功能”“结构与功能相统一”的辩证唯物主义观点。这样不仅强化知识结论的形成过

程，完成对所学知识的意义建构，使学生能感受到形成知识的乐趣，更有利于培养学生科学

的思维方式和能力，同时也符合高中生物课程标准提出了“提高生物科学素养，面向全体学

生，倡导自主、探究和合作性学习”这一理念，本节教学设计充分体现了该理念。

二、学习任务分析

细胞是生物新陈代谢结构和功能的基本单位。细胞膜位于细胞表面，是将细胞与外界环

境区分开的界面,对于维持细胞内部环境的相对稳定，控制细胞的物质进出等起着重要作用。

细胞内部的核被膜、内质网、高尔基体等细胞器，它们都有膜结构，这些单位膜的化学组成

相似，基本结构大致相同。它是后面学习物质的跨膜运输和学习具有膜的细胞器等内容的基

础。而各种化学成分并不能单独表现出生命活动，对于组成细胞膜的各种化合物如何有序组

合而形成完整的结构，以及表现出的结构特点和与结构相适应的功能这些内容是学生首次接

触的，是本节学习的主要任务。其中重点是质膜的结构，难点是质膜的流动镶嵌模型。

三'学习者分析

学生已经了解了细胞，知道了细胞的基本结构，知道细胞膜作为生命边界系统的相关知

识，以及前一节课的学习，为本次课进一步深入奠定了基础。高中生已具备了一定的学习和

认知能力，但还不够完善，尤其对科学的探索过程以及结论的形成缺乏正确的认识，需要进

一步提高和完善。由于细胞膜的结构和细胞壁的结构都是肉眼看不见的，比较抽象，学生难

以理解。在教学中应该将前面的活动很好的利用，还采取多媒体技术，展示细胞膜和细胞壁

的结构模式图，激发学生的学习兴趣，将微观的内容具体化、形象化，有助于学生理解。采

用让学生动手绘图的方法，让学生体会建立模型的科学思想并更深层次理解细胞膜的流动镶

嵌模型。

四、教学目标

知识目标

1.概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容。

2.举例说出细胞膜的选择透性。

3.说出植物细胞壁的组成和生理作用。

能力目标

1.运用对照方法于课堂实验，提高学生的实验能力。

2.利用分析、综合、比较的科学思维方法，通过实验和演示能分析现象、得出结论，提高

解决问题的能力。

3.分析磷脂分子在不同条件下的排列方式，提高运用和处理信息能力。

4.尝试一步一步地分析科学家的实验和结论，亲历科学家探索的历程，从而切身感受科学的

魅力，并加深对科学过程和方法的理解。

情感态度与价值观

1.探讨质膜结构模型，认同生物体结构与功能相统一的生物学观点，树立辩证唯物主义观

点。

2.探讨细胞膜结构的发现史，认同科学技术发展的日新月异，激发探求生命科学奥秘的兴趣。

3.体验建立模型是解决问题的科学方法之一。

五、教学重难点

1.教学重点：质膜的结构和功能。

2.教学难点：质膜的流动镶嵌模型。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适

应的观点。

六、教学方法

采用问题研讨法、情境教学法、讨论法、多媒体演示等。

课时安排为2课时（含活动）。

七、教学过程

教学流程教师活动学生活动教学意图

（-）引【情景导入】在大家的桌上有两个培养【实验操作】学生按教材

入新课皿甲和乙（甲中放着两粒泡涨的玉米籽实验步骤进行实验，并观进行实验观察活种

粒，乙中放着两粒泡涨并煮熟的玉米籽察现象。子与死种子染色情

粒），稀释20倍的红墨水，镶子，刀片，况的不同，得出活细

装有清水的烧杯和废液缸。现在请大家胞吸收物质的选择

动手将这两组玉米种子的胚进行染色，性。

它们的结果是否相同？

染色期间，教师多媒体呈现：

科学家用显微注射器将一种叫做伊红的交流讨论

物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到学生回答教师引导，共同

整个细胞,却不能逸出细胞。得出：细胞作为一个完整

伊红为什么不会逸出细胞？的系统，它有边界一一细

此实验说明了什么？胞膜。

实验现象呈现，展示验证活细胞吸收物

质的选择性的实验结果。

【提问】1.为什么这两组籽粒的胚着色学生交流讨论，教师帮助体会实验是解决生

情况不同？归纳：物学问题的常用方

1.“红墨水分子”可以进法

2.是不是周围物质都不能进入到活细胞入死细胞内部而不能进

内部？入活细胞的内部。

（二）细【小结】活细胞吸收物质具有选择性。2水分子可以进去。

胞膜的选活细胞吸收物质具有选择性与在细胞最

择透性外层的细胞膜（质膜）有关的。

【问题引导】质膜的选择透性到底是如

何选择呢，我们知道结构与功能是相统

一的，这需要从它的结构谈起，科学家

常常会通过实验设计并设想出一些模型

来解释。

材料一：1895年，欧文顿曾用500多种

（三）细化学物质对植物细胞的通透性进行上万

胞膜的结过的实验，发现细胞膜对不同物质的通

构透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，

比不能溶于脂质的物质更容易进入细胞

膜。你可以得出什么结论？通过交流讨论，得出结

教师用多媒体展示欧文顿的结论：细胞论：根据相似相溶性原

膜是由一层连续的脂类物质所组成。理，细胞膜是由脂质组

成。

【讲述】教师明确提出磷脂分子是构成

1.脂双层细胞膜的主要成分。供给学生磷脂分子

的模式图片并进行适当说明。

【活动】

根据欧文

顿的结

论，学生

尝试画出

磷脂分子的结构特点

磷脂分子

在以下情况中的排列方式：

1.磷脂分子在空气一一水界面上铺展成探究磷脂分子在不

单分子层同条件下的排列方

2.磷脂分子置于水中（单层形式）式，运用信息于处理

【问题引导】生命活动离不开水，细胞【活动】问题中，提高解决问

生活在液体环境中，细胞的内部也是液题能力。

体的。

【活动】学生画出内外都是水的情况下,

磷脂分子的排列方式

讨论欧文顿的结论：

细胞膜是由一层连续的脂类物质所组交流讨论，根据材料推结

成，是否成立？论：细胞膜是由脂双层组

成，并不是一层脂类物质

所组成，也不是多层组

成。质膜结构模型，认同

【问题引导】大家的结论与科学家的结生物体结构与功能

论比较，有何区别？到底谁合理，我们相统一的生物学观

一起来看一个比欧文顿晚40年的实验。点，树立辩证唯物主

义观点

材料二：1925年,E.Gorter和F.grendel

两位荷兰科学家用有机溶剂丙酮从人的

红细胞中提取脂质，在空气--水界面上

铺展成单分子层，测得单分子层的面积构建脂双层模型--单位

恰为红细胞表面积的两倍。膜模型

【小结】由脂双层组成的膜称为单位膜，

脂双层中的任何一层都不能称为膜。由

此可见欧文顿的结论说细胞膜是由一层

连续的脂类物质所组成并不准确。

人的消化液中含有许多能够水解蛋白质

的物质，称为蛋白酶。用蛋白酶处理细

胞膜，会使细胞膜分解。根据实验现象，

你对膜化学成分在种类上认识是否还有

新的结论？

蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？请学

生推测

材料三：电子显微镜用电子束照射被检

样品。由于电子与不同物质发生碰撞而尝试一步一步地分

产生不同散射度。由于蛋白质电子密度学生讨论，推测：膜中可析科学家的实验和

高，所以显暗带，磷脂分子则电子密度能还含有蛋白质等物质结论，亲历科学家探

低呈亮带。索的历程，从而切身

感受科学的魅力，并

1959年，罗伯特森提出了质膜的“单位加深对科学过程和

2.膜蛋白膜”结构模型,认为生物膜是由“蛋白质方法的理解。

一脂质一蛋白质”构成的三层静态统一学生归纳：把生物膜描述

结构。为静态的结构

_,细胞股•结构的电镜照片

［沽动）欣小千悭工〃衣工况的3仲温

度升高到一定程度，细胞膜厚度减小面学生推论：

积增大的动画。细胞膜应该是流动的，

请观察细胞的活动，想想细胞膜是静止“蛋白质一脂质一蛋白

的吗？质”构成的三层静态统一

结构的模型构建不行

【讲述】冰冻蚀刻电子显微法：科学家

将质膜冰冻，然后将其撕裂，发现撕裂

面上有许多颗粒，即蛋白质。后来通过

相关研究表明，蛋白质镶嵌、覆盖或者

贯穿于脂双层中，内在膜蛋白露出膜外结论：蛋白质在膜中的分

的部分含较多的极性氨基酸，属亲水性，布是不对称的

与磷脂分子的亲水头部邻近；嵌入脂双蛋白质镶在、嵌入、横跨

层内部的膜蛋白由一些非极性的氨基酸在脂双层中。

组成，与脂质分子的疏水尾部相互结合，

因此与膜结合非常紧密。

材料四：展示1970年弗雷和埃迪登的人

--鼠细胞融合实验：荧光标记蛋白质

（注意：应在不破坏细胞结构，保持细

胞活性的情况下观察。）

问题：人细胞与鼠细胞为什么能融合？

这个过程发生了什么变化？是进行怎样

的结果？这个实验反映了细胞膜的什么

特点？结论：这是蛋白质分子

（四）细运动的结果，体现出细胞

胞膜的流【小结】磷脂分子能侧向滑动，蛋白质膜的结构特点；具有一定

动性分子也可以移动的，所以质膜就像是流的流动性。

体一样，具有流动性。这是细胞膜的一

大结构特点。

磷脂分子和蛋白质分子的这种移动，会

不会使质膜的结构变的很不稳定呢？

我们前面学过，质膜中还有一类脂质？

胆固醇不像磷脂和蛋白质分子那样会移

动，它在细胞膜中是一种“刚性”的成

分。刚性的胆固醇夹杂在细胞膜中，限

制了磷脂的流动。所以，质膜具有流动

性，但这种流动性是有限度的，我们叫

做一定的流动性，同时质膜又是比较坚

实。

【讲述】尽管近年来政府与社会一直提

倡推广食用无胆固醇食品，但我们必须

认识到胆固醇仍然是食物中必须摄取的

一部分，因为它在保持细胞膜的稳定性

方面起着重要的作用。

【活动】根据今天所获得的信息，你能树立辩证唯物主义

否构建一个细胞膜模型？画出细胞膜的结构模型观点

简图（流动镶嵌模型）

（与老师之后呈现的流

动镶嵌模型进行比对）

材料五：1972年，桑格和尼克森构建

模型：流动镶嵌模型师生一起归纳基本内容尝试构建模型

【活动】在生物膜模型的建立和完善过

程中，你受到哪些启示？学生讨论

【小结】建模的基本方法

【问题】：从细胞膜的位置和结构以及其

特点分析细胞膜的功能及各种组分的作

用。指导学生阅读膜中各种组分的作用。学生看书，并回答有关问

题

流动镶嵌模型把细胞膜形容为细胞的弹

（五）植物性边界。但是植物细胞、真菌、细菌和

细胞壁一些原生生物还有一层边界--细胞壁。1.细胞壁的主要成分、作

【思考】阅读课本相关知识，用：主要成分--纤维素；进行自学，收集信

1.了解细胞壁的主要成分、作用。作用--支持和保护。息，归纳总结能力得

2.细胞壁是否与细胞膜一样都有选择透2.水、离子和其他分子都到提高。

性？极易通过纤维之间的空

【小结】不同细胞的细胞壁成分不同，隙，与选择透性无关。

真菌的细胞壁主要成分是几丁质；细菌

是肽聚糖。

（六）教多媒体展示（题目附后）反馈和巩固

学反馈

附：（六）教学反馈，多媒