分子与细胞第3章细胞的基本结构《细胞膜-系统的边界》教学设计刘家利

人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书生物（必修1）》

《细胞膜——系统的边界》

教学设计

【教材分析】

该节教学内容是人教版普通高中课程标准实验教科书生物（必修1）中第3章第1节的内容。

该课属于高一新授课。木节是学习细胞结构和功能的开端，又为后续章节的学习打下了基础。细胞

膜的制备实验是高中生物教学实验中，第一个正式选择实验材料的实验。本节内容对第2章《组成

细胞的分子》等知识起着深化、拓展和巩固的重要作用，让学生意识到，生命体并不是物质的简单

堆积，而是依赖于严谨有序的结构；对第4章《细胞的物质输入和输出》具有重要的引领和铺垫作

用。

本节内容变化较多，较丰富，有实际的一面，又有抽象的地方，教学中还加入了实验一一体

验制备细胞膜的方法，也给教学设计带来很大发挥空间。根据深度学习的原理，学生有意义的学

习，是要经过独立阅读，查资料，静静思考，产生疑惑的过程，再在丰富的学习活动中，对问题

进行分析，对获取的信息进行深度的加工，最终解决问题，达到生成知识、发展能力，进行情感

体验的目的。

【学清分析】

高一学生刚进入高中阶段，从初中的生物学习转换到高中，这个时间尚且较短，而高中相比

于初中生物学，学生难以适应的就是微观层次的学习与体会，并且对学习深度的加大也相对较难

适应。而本节课乃至于整个必修一都是基于细胞与分子层面的学习。对于细胞膜这一名词学生很

早就知道，但是关于其具体结构与功能他们是陌生的。再加上学生对微观层次的理解吃力，这节

课可能对学生来说很难提起兴趣。因此，本节课比较重要的就是利用学生感兴趣的话题、抓住学

生熟悉的日常生活现象（如学校边界、感受鸡蛋卵黄膜的存在）来吸引学生的兴趣与探究欲望，

同时让学生参与到探究过程，充分利用科学史以及其他事实性证据，帮助学生进行概念生成。并

且，从表象到本质也是相对比较容易的思维方式。

由于学生初中时多数没有使用过显微镜，且实验室高倍镜效果较差，现场实验无法在有限的

时间里成功观察到实验现象。但是考虑到学生对实验的好奇，所以采用教师课前录制实验相关操

作及步骤，以实验实录的形式在课堂上分享给大家学习交流。

【设计思路】

《细胞膜一一系统的控制中心》，是课标要求的重要内容、学生学习重点之一。要充分发挥学

生的实验探究精神，进行逐步引导，并巧妙安排、让学生亲自动手体会生物学习的乐趣和成就

感。该课设计旨在以导学案为载体，引导学生运用深度学习思想，在探究学习活动中自主学习与教

师点拨结合，独学、群学、展示、交流结合，深层思考学习问题，提高学习效率。

综上，在同学们以导学案为载体，充分预习的情况下，本节课通过地图上资阳中学的边界作

为导入，引发学生思考系统是都具有边界？接着以一个课堂小实验：向卵黄中注入墨水并压破让

同学们感受边界卵黄膜的存在，利用“seewo希沃授课助手”实时投屏。同时借助变形虫伊红实

验的科学史实，加强同学们对细胞作为最基本的生命系统具有边界一一细胞膜的认同。再转入到

细胞膜的制备（以教师提前录制的实验视频呈现）、细胞膜的成分探究，以小组活动的形式展示细

胞膜的功能。这是本节的主体内容，在学生构建的知识概念图上完善总结再生成，构建概念模

型，最终引导学生课后探究，本节提到的细胞膜成分到底是如何构成其结构，从而决定其功能

的。

【学习目标】

1.生命观念一一通过感受膜的存在形成认同细胞都由质膜包裹的科学自然观

2.科学思维一一通过分析细胞膜成分及建构细胞膜功能的模型，养成建构模型的科学思维

3.科学探究一一通过体验制备细胞膜的过程和方法，掌握科学探究的基本思路和方法

【学习重点】

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

【学习难点】

1.用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法

2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义

【突出重点、突破难点的策略】

1.细胞膜一一系统的边界，通过课堂实验：向卵黄中注入墨水并压破来感受膜的存在，并利用

"seewo希沃授课助手”将实验进程实时投射在多媒体上。

2.体脸制备细胞膜的方法，观看教师录制实验视频，参与讨论交流。

3.细胞膜的成分，通过科学史分析进行总结。

4.通过与生活实际（肿瘤的初步检测）的联系，拓展学生的视野，加深对本节知识的理解和掌

握。

5.细胞膜的功能，利用小组活动，让学生参与细胞膜功能的展示。

【学习过程】

教师为主的活动学生为主的活动设计意图

创

创设情境一一用身边熟悉的

设设问：任何系统都有边界。

例如我们的学校，在地图上可以事物：学校及做比喻，让学生对

情

本节内容的学习产生浓厚的兴

看到，红线代表边界。

景趣，拉近内容与生活的距离。

设问：人体呢？与外界分隔

开的边界是？生答：皮肤与黏膜。

引

入

设问：那么细胞作为最基本

学的生命系统，它是否有边界？

习

提

出

带着这个问题，我们就进入

到今天的学习：细胞膜一一系统的

问学生认真阅读本节课学习目

边界。

标首先展示本节课的目标，让

题

这一节也是我们学习第三章

师生有针对性的对本节内容进行

细胞基本结构的开篇。

探究，做到有的放矢。

明

本节课的学习目标如图。

确

目

标

其实在电子显微镜发明之

前，科学家们都没有真正观察到膜

的存在。

那么最初是如何确定细胞确

实有细胞膜的呢？

大胆回答各种可能：例如通过

我们通过课堂实验利用鸡

实验等。

蛋，把卵黄看作一个细胞，从而来

感受膜的存在。

通过课堂有趣小实验充分而又直

(1)轻微晃动在培养皿中的

观地让学生感受到细胞膜的存

鸡蛋，观察并描述卵黄形状及状态

学生踊跃参加体验实验在。

合作

(2)用注射器轻缓并迅速将

探究

少量墨水从蛋黄正上方注入，规范同时利用“seewo希沃授课助

语言描述现象

学生观察现象并推述：在培养手”将实验进程实时投射在多媒

皿中的鸡蛋卵黄呈球形，轻轻晃

(3)用镶子轻压卵黄至压体上，使实验的呈现更加清晰。

破，描述感受及现象动，里面的内容物不会流出。

感受向蛋黄中注入墨水可以看到

膜的墨水在蛋黄中扩散但不会溢出。

以上两个实验可以说明什

存在

么？轻压时有阻力，压破后边界

被破坏，内容物流出。

学生总结：说明卵黄具有卵黄

历史上科学家确实针对细胞膜。

做过类似实验。将伊红注入单细胞

生物变形虫内，伊红很快扩散到整

个细胞但不溢出。借助变形虫伊红实验的科学史

本实验可得到什么结论？实，加强同学们对细胞作为最基

学生齐答：细胞是有边界本的生命系统具有边界一一细胞

的，其边界就是细胞膜。膜的认同

合作

通过实验，细胞膜确实存在，生答：剪刀，针扎破。都不利用教师课外录制实验室视

探究要研究细胞膜前提是获得细胞膜，行，细胞太小了。通过预习，学

频，让学生成功看到实验现象，

可用什么方法？生可作答：吸水涨破。

同时理解实验操作各步骤的FI

的，增强参与意识和探究意识。

细胞内物质是有一定浓度

充分发挥小组作用，讨论并

体验的，如果把细胞放在清水里，细胞

将吸水涨破，内容物流出后，就得

细胞解决实验中需要注意的问题，增

到细胞膜。

膜的强学生的探究合作能力。

制备

利用以上原理，应该选择怎

样的实验材料？（展示四幅细胞

生答：哺乳动物成熟的红细胞

图）

无细胞壁，无细胞核和众多的细胞

器，可避免其他膜结构干扰，更容

易制得纯净细胞膜。因此应该选择

猪的成熟红细胞。

利用猪的成熟红细胞制备细

胞膜，具体操作步骤如何？提示学

生观看实验视频的同时思考步骤

的目的及注意事项。

认真观看教师录制微课视频,

思考步骤的F1的及注意事项。

小组讨论以下问题，并请代表

总结发言。（展示问题）

问题1:为何要稀释？

问题2：为什么用生理盐水？

生答：使细胞分散，便于观察。

问题3：吸水纸的目的？

生答：维持细胞正常形态。

问题4：为什么要观察滴加清

生答：引流，更换细胞所处溶

水前后的红细胞形态？观察到什

液环境

么现象？

生答：前后分别观察，形成自

学生回答后，引导总结在盖玻

身前后对照。正常形态一大部分细

片一侧滴蒸储水，另一侧用吸水纸

胞吸水膨胀，体积增大，甚至破裂。

吸引的操作叫引流。

问题5：在载玻片上是否得到

了纯净的细胞膜？若没有，如何获

得？

（展示离心机图片）

生答：没有，因为内容物和细

胞膜混合在一起。应在试管中进

行，细胞破裂后再通过离心、过滤

请同学们整理完善实验相关

笔记。等。

完善笔记

通过以上实验，获得了细胞

生答：细胞膜的组成成分中

膜，细胞膜里有哪些成分呢？

有脂质。

我们通过离心过滤获得纯净

细胞膜的组成成分中有蛋白

细胞膜后，往其中加入脂质溶剂，

质。

合作

适宜条件下细胞膜消失，可推测？

探究

往其中加入蛋白酹，适宜条件

承上启下，通过破拆细胞膜

下细胞膜消失，推测？

的成分进行分析，探究其中成分

的具体组成，提高学生的探究能

细胞将细胞膜中的成分经过化学力。

分析后可知，细胞膜中含脂质、蛋

膜的

白质和糖类。其中脂质和蛋白质占

成分

主要。

在这几种成分中什么的种类

和数量越多？细胞膜的功能越复

杂？生答：蛋白质，因为它是生

命活动的主要承担者。

细胞膜上成分如果改变，细胞

也会发生相应的变化。

例如以下两张体检报告单。右

边这张是我的。

生答：细胞膜成分异常改

可以说明？变，预示着细胞可能发生病变。

联系生活实际，利用教师自

距离总结：比如有的产生甲胎己的体检报告，拉近知识点于生

与生

甯白和痛胚抗原，当超过正常信，

活的活的距高。拓展学生:的视野，加

可能出现癌细胞。

联系深对本节知识的理解和掌握。

同时开启对功能的探究。

如细胞病变，细胞膜成分发生

异常变化，相应细胞膜的功能也显

然会变化。

那么细胞膜的具体功能有哪

些？

阅读教材P42文字和图3—2,

解决以下问题。L细胞膜的功能

有？2.“控制物质进出细胞”具体

体现在哪些方面？3.信息交流的认真阅读教材，并尝试用教

方式有哪些？材规范语言表达。

要求：勾画关键词，用教材规

范语言表达。

问题1：细胞膜的功能有？

过渡：那我们来一一详解细胞

膜的三个功能。生答：将细胞与外界环境分

隔开、控制物质进出细胞、进行

首先，生命起源于海洋，膜的细胞间信息交流。

出现至关重要，它将生命物质包裹

起来，形成了原始细胞，保证了细

合作胞内部的相对稔定。

探究利用小组合作，充分展示细

这就是细胞膜的第一个功能

胞膜的功能，让学生体会三种交

四——将细胞与外界环境分开来。

流方式，真正参与到学习过程

中。同时能够以结构与功能观认

问题2：“控制物质进出细胞”

细胞识细胞膜进行细胞间信息交流的

具体体现在哪些方面？

膜的功能。

功能待学生回答后总结：有的可以

进有的不可以进，这就体现了细胞

膜的对物质的一一选择性；有害物

质一般不进，但细胞不是一定能抵

挡。也就体现了物质的进出具有相

生答：营养物质可进，抗体

对性。

激素、代谢废物可出，核酸不可

出，病菌有的也能进。

总结起来，细胞膜的功能特点

——具有选择透过性。

问题3：细胞间进行信息交流

的方式有哪些？

理解并记录细胞膜的功能特

请各小组充分结合图

3-2,点：选择透过性。

用恰当的方式模拟三种信息交流

方式。（要求展示出信息交流过程

中的细节）

生答：通过细胞分泌化学物

质间接传递信息、通过相邻细胞

的细胞膜直接接触传递信息、相

总结靶细胞概念、受体本质为邻两细胞之间形成通道传递信

息。

糖蛋白、高等植物的通道为胞间连

丝等

各小组以角色扮演、模具等

方式演示二种交流方式的过程及

特点。

本节课我们从探究膜是否存

在入手，探究了膜如何制备，获得

膜后研究细胞膜的成分有哪些，再

构建到细胞膜的功能。

完善知识网络图，构建概念以课堂再生成的方式总结本

概念

这是导学案上同学构建的知模型。

堂课，让学生构建概念模型。

模型识网络，同学们认为是否完善？可

以如何补充？。