高中生物 细胞膜和细胞壁教案 浙科版必修1

1、细胞膜和细胞壁的教学设计一、设计思路本节课是在建构主义学习理论指导下进行的教学设计。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，而是学生以已有的知识和经验为基础，进行知识同化与顺应的主动建构过程。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。本节课以细胞膜模型发现史为主线，用问题为先导，引导学生沿着科学的逻辑思维路线，对问题进行分析、推测和探究，让学生也像科学家一样亲身经历细胞膜的模型构建过程，体验了科学家探究之路，最终得到符合逻辑的结论。

2、二、教学分析1教材分析细胞膜和细胞壁是浙科版高中生物学必修1第二章的第二节，内容包括细胞膜的选择透性、质膜的结构模型和细胞壁三部分。这是在学习了第一章细胞的分子组成的基础上，通过功能与结构有关，建构质膜的流动镶嵌模型，认识细胞壁的组成和功能，也是后面学习物质出入细胞的方式、神经调节、特异性免疫反应和植物细胞工程等内容的基础。由此可见，本节内容起着承上启下的作用，体现了结构与功能相适应的生物学观点。2学情分析在学习本节内容之前，学生已经观察了细胞的多样性，了解了真核细胞有细胞膜、细胞质和细胞核三个部分，植物细胞外层还有细胞壁，知道了组成细胞的物质有糖类、脂质、蛋白质和核酸等分子，这些先备知识为本

3、节内容的学习奠定了基础，但对磷脂分子的结构和特征还缺乏必要的化学知识，会对脂双层认知的形成带来障碍。另一方面高中生虽然已经具备了一定的学习和认知能力，但受初中阶段对生物学内容背背为主的学习方法影响，对高中生物学的学习还刚刚开始不久，对科学的探索过程以及结论的形成缺乏正确的认识，有待提高和完善，对建构质膜的流动镶嵌模型也会带来一定困难。3教学条件分析（1）随着教育的现代化、信息化发展，班级多媒体已基本普及，为播放变形虫运动视频和PPT课件创造了前提条件。（2）导入新课时需要提供的煮过、未煮过的玉米纵切籽粒若干颗、培养皿、红墨水、滴管、镊子等材料和器具既是常见的材料又是常用的生物实验器具，各级学校

4、的生物实验室均能提供。（3）材料袋（内置彩色软磁片剪成的磷脂分子、蛋白质分子和胆固醇分子）、铁皮板需要教师提前采购制作，彩色软磁片在淘宝网上即可购得，铁皮板可以学校物理实验室联系得到解决。4教学重点和难点教学重点：质膜的结构。教学难点：质膜的流动镶嵌模型。三、教学目标知识目标：以玉米胚着色差异为例说明细胞膜具有选择透性；结合自行建构的细胞膜模型，概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容；结合质膜的流动镶嵌模型，能正确说出细胞膜各组成成分的生理作用；通过阅读教材相关内容，能正确说出植物细胞壁的组成成分和生理作用。能力目标：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；通过一步一步的分

5、析科学家建立细胞膜流动镶嵌模型过程中的实验，提高学生分析实验结果、得出实验结论的能力。情感目标：通过学习科学家对细胞膜结构的探索历程中，明白科学发现的过程是一个长期的过程，养成去伪存真的科学态度；认同技术进步对科学发展的促进作用，体验建立模型是解决问题的科学方法之一。四、教学方法与手段教学方法：讲授法与问题教学法相结合。教学手段：采用学案导学、PTT辅助和模型搭建相结合的手段。五、教学过程（共2课时，第一课时到膜的镶嵌结构为止）教学环节教师组织与引导学生活动教学意图创设情境，引出细胞膜的选择透性功能提供浸胀未煮过和煮熟的玉米纵切籽粒，结合板图，直接告诉学生胚的位置以及胚由活细胞构成的事实。引导

6、学生对浸胀和煮熟的玉米种子进行纵切面、并对切面进行红墨水染色，让学生动手观察实验结果，并思考、分析结果。 动手操作、观察分析现象，归纳结论。告知玉米种子结构的知识背景，为思考有关问题提供知识支撑。通过体验活的胚染不上色而煮熟的胚染成红色的事实，得出细胞膜具有选择透性的结论。培养观察和分析实验结果的能力，为学习细胞膜的结构作伏笔。过渡细胞膜的选择透性功能与膜结构有关，细胞膜有着什么样的结构与它的功能相适应？细胞膜的化学成分分析投影展示:19世纪末，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万过的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易

7、进入细胞膜。提出问题：你能从该实验结果中推测出什么结论？对于推理得出的结论，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？投影展示：哺乳动物成熟红细胞细胞膜会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解的事实。提出问题：从上述实验结果你又能推测出什么结论？在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？投影展示：哺乳动物红细胞细胞膜的组成成分：蛋白质约40%脂质约50%糖类210%思考，讨论、推理分析、得出结论。提出问题，引起思考。引导学生主动获取知识，归纳观点以及与他人交流的能力。建立“仅有推理分析得出结论是不够严谨”的观点，为展示资料二打下伏笔。通过资料分析，得出细胞膜不但有脂质分子还有蛋白质分子的结

8、论。让同学们体会到实验材料的选择好坏对一个实验是否能够成功有着密切的关系。得出细胞膜的主要成分是脂质分子和蛋白质分子的结论。磷脂分子的结构特点介绍投影展示：磷脂分子示意图，告知磷脂是细胞膜上主要的脂质分子。它是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸是“头”部，具有亲水性，脂肪酸是“尾”部，具有亲脂性。并在黑板上黏贴用彩色软磁片剪成的磷脂分子，说明亲水头部和亲脂尾部。投影展示磷脂分子和空气-水界面单分子层示意图。请运用相关的化学知识，解释为什么磷脂在空气水界面上铺展成单分子层？讨论分析：高速震荡成油水乳液，乳液小滴中的磷脂分子如何排列？感知磷脂分子的结构特征。运用磷脂分子的亲水头部与亲脂尾部

9、解释双层磷脂分子对油滴的稳定作用。利用分子模型和多媒体投影辅助手段，增加直观性，让学生对磷脂分子的结构特征，为理解细胞膜的脂双层作好铺垫，有利于学生对知识的理解。通过对油水乳液中磷脂分子存在形式的讨论分析，提升学生的推理分析能力。构建模型脂双层投影展示：1925年，两位荷兰科学家用丙酮抽提红细胞膜脂质，在空气水界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积恰红细胞表面积的2倍。提出问题：你能推测出什么结论？细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样的两层呢？分小组用材料袋中的磷脂分子模型摆出脂双层。思考、推理分析以及脂双层构建活动结合2倍面积的实验结果，联系细胞生活在水环境中的事实，细胞膜内是胶状细胞溶胶，让学生

10、亲自动手，建构形成亲水头部朝外、亲脂尾部向内的脂双层模型，提升推理和分析能力。单位膜模型展示细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。提出问题：对脂双层与蛋白质而言，电子束更容易通过哪类物质？你的依据是什么？推测科学家构建的“单位膜”模型是怎样的呢？（若学生对第一问仅是猜测，不知依据，教师提供电子束对不同物质散射不同的资料链接。）展示单位膜模型的图片，归纳特点。思考与分析，猜想单位膜模型中的脂双层和蛋白质分子的位置。依据实验结果，引导学生自主建构蛋白质-脂双层-蛋白质的“单位膜”模型。凸显“单位膜”模型中蛋白质均匀分布在脂双层两侧的特点。镶嵌模型展示资料：按照单位膜模型，科学家经过计算认为生

11、物膜至少厚约1520nm。但电镜照片中，实际测得细胞膜的厚度约为7.5nm；并且用蛋白酶处理细胞膜，不能将膜蛋白全部水解。活动：根据已知的科学事实，通过小组合作，尝试提出一个生物膜的结构模型。教师事先向大家介绍材料袋（由彩色软磁片剪成的磷脂分子、蛋白质分子和胆固醇分子以及铁皮板），除了刚才用过的磷脂分子模型外，材料袋中的大小不等的蓝色纸片表示蛋白质分子，黄色小块表示胆固醇分子，要求各小组把相关分子摆放在铁皮板上建构细胞膜的镶嵌模型，做完后进行展示，并做说明。一种新的模型的建立需要以实验事实为基础。介绍冰冻蚀刻技术工作原理并投影模拟图片。冰冻蚀刻实验为新模型的确立提供了有力的证据。分组活动，建构

12、生物膜的镶嵌模型。以组为单位展示成果，并做说明，同时要解答同学提出的问题。依据新的实验结果和事实，激发认知冲突，提出解决问题的思路和方法，通过合作学习和模型建构活动，让学生自主建构 “镶嵌”模型。依据实验事实，巩固细胞膜是“镶嵌”模型的观点。过渡放映变形虫的变形运动视频。提问：你能否用细胞膜的“镶嵌”模型解释上述现象？观察、思考分析从感性上认识细胞膜不是刚性结构，并形成认知冲突。细胞膜的流动镶嵌模型随着对细胞膜研究的深入，人们对细胞膜的认识越来越接近细胞膜的本身，时间到了1972年，一个全新的细胞膜的结构模型诞生了。投影流动镶嵌模型示意图，这个模型对单位膜模型作了修正和补充，清晰的呈现了膜上的

13、蛋白质分子有三种位置：贯穿、半插半露、全露。很好地解释了“镶嵌性”，那么“流动性”又反映在哪里呢？ 展示鼠和人细胞融合实验的动画。这个实验说明什么？提问动物细胞吸水膨胀时，脂双层的厚度变小。这个实验结果说明什么？利用膜结构特点解释现象。通过学习科学家对细胞膜结构的探索历程中，明白科学发现的过程是一个长期的过程；认同技术进步对科学发展的促进作用，体验建立模型是解决问题的科学方法之一。让学生理解膜上的蛋白质分子是可以移动的，体现结构与功能相适应的观点。使学生理解膜上的磷脂分子也是可以移动的，从而得出细胞膜具有流动性的结论。小结质膜的流动镶嵌模型已为大多数人所接受。从模型上可以反映出：细胞膜的主要组

14、成成分？细胞膜最基本的部分是什么？蛋白质分子在脂双层上如何排布的？细胞膜的结构特点和功能特点分别是什么？结合教材中的图示，归纳、描述质膜的流动镶嵌模型的基本内容。学生通过归纳、总结，主动获得结构模型的基本内容。细胞壁自学教材31-32页，回答以下问题：联系细胞的发现史，人类最早观察到的细胞结构是什么？ 哪些生物的细胞有细胞壁？细胞壁主要由什么物质组成？细胞壁的功能是什么？它与细胞的选择透性有何关系？学生看书，对照问题整理观点？通过自学，从有关材料中获取有效信息的能力，体现学生学习的主体性。形成动物细胞没有细胞壁、不同类型细胞的细胞壁成分不同，只有植物细胞的细胞壁以纤维素为主要成分，细胞壁具有支持细胞保护细胞的功能等观点。六、作业设计1.下图是细胞膜结构模式图，据图回答：作业设计意图：设计第