高中生物《细胞膜系统的边界》教案23 新人教版必修1.docx
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高中生物《细胞膜系统的边界》教案23新人教版必修1
2019-2020年高中生物《细胞膜——系统的边界》教案23新人教版必修1
【教材分析】
《细胞膜——系统的边界》是人教版生物必修一第三章的第一节。
此外还包括：
第二节《细胞器——系统内的分工合作》、第三节《细胞核——系统的控制中心》。
课本的内容是按细胞的结构由外向内引导学生学习，符合学生的认知规律。
《细胞膜——系统的边界》介绍的是细胞膜的成分和功能。
课本介绍了细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。
为了激发学生的兴趣，为学生的探究性学习提供素材，引导学生探索科学的奥秘，教材安排了“体验制备细胞膜的方法”的实验。
细胞膜作为细胞系统的边界，其功能是多种多样的。
课本用学生能够理解的语言，采用类比、打比方等手法，深入浅出地介绍了“将细胞与外界环境分隔开”、“控制物质进出细胞”“进行细胞间的信息交流”等几种主要功能。
至于其他功能，则以开放的处理方式，鼓励有兴趣的学生自己去探究。
学习重点是掌握细胞膜的成分和功能。
学习难点是体验制备细胞膜的方法。
【学情分析】
高一的学生活泼好动，思维活跃，上课充满热情、积极发言、善于表现自己，并且具有合作精神。
经过了一段时间的学习，学生有一定的自学能力和方法，具有一定的分析材料和辨别重点难点的能力。
在学习这节课之前，由于学习了第1章“使用高倍镜观察几种细胞”的实验和第2章组成细胞的分子的内容，学生已知道了组成细胞的物质种类，初步掌握了显微镜的使用；且在初中学习细胞的基本结构时，也对细胞膜已经有了初步了解。
这些均为本节课的学习奠定了良好的基础。
但是细胞是看不见摸不着的，关于细胞的内容学生常常感觉距离自己的生活很遥远。
因而兴趣不浓。
【设计理念】
基于诱思探究教学活动，必须重视学生学习方式的转变，倡导合作化的学习方式。
改变传统教学中的满堂教式的单方向的教师传授知识的倾向和问答式的简单的对话式的模式，努力实现由教师的教向学生的学地转变。
这节课如果不精心设计，很有可能变成“满堂教”的课堂。
本节课对学生的要求不高，但要使学生对细胞膜有个直观形象的了解却有一定的难度，所以课堂上安排学生利用制备细胞膜的实验使学生对细胞膜有个感性的认识。
这节课分三个认知层次进行：
（一）实验探索亲身感知：
在这个认知层次中教师先让学生观察显微镜下的动物细胞，让学生对细胞有了初步认识；接着进行分组实验让学生自己动手获取细胞膜，使学生对细胞膜有了直观形象的认识吸引学生的全身心投入，使其在体验中发展思维，提升能力。
（二）理性探究把握实质：
在这个认知层次中教师给出同学们相关的资料及探究问题，让同学们根据资料解决问题。
教师提出解决问题的思路，由同学们独立思考后分组讨论并选派代表发言，完成学习任务。
（三）联系实际学以致用：
这个认知层次的作用是考查学生对本节知识的掌握情况并进一步提升学生运用知识解决实际问题的能力。
在这个认知层次中选取了和生活联系比较密切的问题，既可以激起学生的探究欲望又将理论联系到实际中。
课前准备好猪的新鲜红细胞稀释液（血液加适量的生理盐水），蒸馏水，滴管，吸水纸，载玻片，盖玻片，显微镜。
【学习目标】
（1）能简述细胞膜的成分和功能。
（2）能掌握临时装片的制作和显微镜的操作。
（3）能体验制备细胞膜的方法，学会调整视野与选择观察范围。
【教学流程】
一、实验探索亲身感知
（一）、创设情境，激发情意
（课件投影）：
请认真观察所展示的“光学显微镜下观察到的未经染色的动物细胞”图片。
回答下列问题：
1.你怎样区分显微镜视野中的气泡和细胞？
光学显微镜下能看见细胞膜吗？
2.科学家用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。
请你思考一下，我们怎样确定细胞膜的存在？
要求：
在独立思考的基础上，小组内讨论交流，然后选出代表发言。
（设计意图：
学生有了初中关于细胞的基础知识，看到图片能够一下子想到初中学过的知识，快速融入课堂）。
（简要实录：
同学们看到图片及两个问题时，课堂气氛陡然活跃，学生露出胸有成竹的表情，纷纷抢答，很快朱梅洁答出第一个问题，气泡是光亮的，细胞是一个具有细胞膜、细胞质、细胞核的复杂结构；徐怀亚补充在显微境下可观察到细胞不同层次，在光学显微镜下看不到细胞膜。
第二个问题却陷入沉默。
根据学生们答的答案及时给予肯定及修正并引导学生积极思考：
如何确定细胞膜的存在。
给大家提示鸡蛋的蛋黄就可以看作是一个细胞；如何确定蛋黄的膜呢？
学生陷入思考并就自己的想法互相讨论。
刘聪提出蛋黄外面有一层非常薄的膜，吕尚说没看到过，这时李凯丽提出碰触蛋黄表面蛋黄有弹性，如果用针扎破它蛋黄就会流出来，可以证明蛋黄外面有一层膜，而它就是细胞膜。
至此，学生对细胞膜便有了形象的认识。
）
（二）、动手操作，获得感性认识
（课件投影）：
下面我们通过一个分组实验来获得细胞膜。
1、体验制备细胞膜的方法
材料用具：
猪的新鲜的红细胞稀释液、鸡的新鲜的红细胞稀释液、植物细胞的稀释液、蒸馏水、滴管、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微镜。
（1）请选择获得细胞膜的最佳实验材料是什么？
说明原因。
（2）对红细胞有特殊要求吗？
鸡红细胞可以吗？
（3）你认为获取细胞膜所用的实验原理是什么？
要求：
请同学们在独立思考的基础上，小组内合作探究，得出结论。
（设计意图：
通过设置问题情境，找到探究的方向，避免学生在进行实验时盲目实验，失去探究意义。
通过对问题的思考激起学生的探究热情，为学生主动探究做铺垫）。
（简要实录：
通过大家的思考与讨论轻松解决了问题，同学们都很有成就感，探究情绪一下调动起来了）。
（课件投影）：
最佳实验材料为猪的新鲜的红细胞稀释液理由是没有细胞壁，没有细胞核和众多的细胞器，只有细胞膜这一膜结构。
鸡的红细胞不行，因为鸡属于鸟类，不是哺乳动物。
实验原理：
“细胞吸水涨破，流出内容物可获得细胞膜”。
2、（课件投影）：
请根据材料用具设计实验步骤
提示：
请大家回忆初中所学习的临时装片的操作过程，在此基础上设计实验步骤。
要求：
小组内讨论交流，并将详细步骤写到课堂笔记上，由小组代表发言。
（设计意图：
这个问题是在前面问题的基础上提出的，符合学生的认知规律。
大家在初中时做过类似的实验，这个问题应该能轻松解决。
）
（简要实录：
同学们经过短暂思考后，在小组内展开讨论，根据已有的经验，同学们在短时间内设计好了实验步骤。
）
3、（课件投影）：
请根据实验步骤获取细胞膜，并描述现象
（1）、用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片。
（2）、在高倍镜下观察，待观察清晰时，在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，同时在另一侧用吸水纸小心吸引，注意不要把细胞吸跑。
要求：
小组内分工合作，完成实验，并由代表描述现象。
（设计意图：
让学生亲自动手，练习制备细胞膜，使其在操作过程中五官并用，全身心投入，探究到新知识）。
（简要实录：
有了前面的理论基础，在实验中小组内同学配合默契，过程井然有序，实验效果良好）。
（课件投影）：
红细胞凹陷消失，细胞体积变大，很快细胞破裂，内容物流出。
4、（课件投影）：
刚才我们只是观察到细胞膜的存在和破裂，并没有真正把细胞膜提取出来。
如果这个实验在试管中进行，你能获得较为纯净的细胞膜吗？
要求：
小组内讨论交流，得出结论，由小组代表发言。
（设计意图：
提出问题激发学生思考，培养学生的创新能力）
（简要实录：
同学们经过短暂思考后，在小组内展开讨论，探究情绪一下调动起来了）。
（课件投影）：
细胞膜和细胞质的其他结构密度不一样。
采用不同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开。
没有离心机的话，可以采取静置的方法。
二、理性探究把握实质
（课件投影）：
（一）请根据下述资料，分析细胞膜的成分。
资料一：
1985年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时，发现脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。
资料二：
科学家还发现细胞膜除了会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。
（说明：
蛋白酶是专门水解蛋白质的酶）
要求：
请同学们独立思考，得出结论。
（设计意图：
通过对资料的分析，让学生得出细胞膜的成分，使学生既掌握了细胞膜的成分又锻炼了学生分析材料的能力）。
（简要实录：
学生看到资料分析之后，陷入了独立思考状态。
不一会儿，一位学生根据资料一分析得出细胞膜中有脂质，学生在分析第二个问题时，利用老师提示的内容经过思考得出了细胞膜中有蛋白质）。
（课件投影）：
细胞膜的成分：
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。
（课件投影）：
（二）请根据下述资料，分析细胞膜的功能
⑴草履虫是单细胞动物，细胞膜将草履虫与外界环境分隔开；这体现了细胞膜的什么功能？
⑵清水洗红苋菜清水呈什么颜色？
红苋菜在锅中炒熟后汤成什么颜色？
想想为什么？
这又体现了细胞膜的什么功能？
⑶精子和卵子结合形成受精卵，它们是靠什么结构进行识别和结合的？
要求：
小组内将问题分开，两位同学解决一个问题，并将问题的答案在小组内交流后，选派代表发言。
（设计意图：
让学生通过对问题的分析得出细胞膜的功能）。
（简要实录：
学生看到第一则材料，纷纷抢答，很快得出细胞膜的第一个功能：
将细胞与外界环境分隔开；第二则材料提出的问题学生生活中再熟悉不过，但从未深究，议论纷纷，兴趣盎然，通过讨论，不难得出：
清水洗红苋菜时，细胞膜完整，细胞膜阻止色素分子透过，水呈无色；炒熟后，细胞膜被破坏，色素分子透过膜进入汤，故汤成红色。
则得出细胞膜的第二个功能：
控制物质进出细胞；第三则材料学生依靠初中对这两种细胞的认识可得出两种细胞首先接触的是细胞膜，可得出它们靠细胞膜进行识别和结合，教师进行点拨：
进行识别和结合即细胞膜的第三个功能：
进行细胞间的信息交流。
）
（课件投影）：
细胞膜的功能：
（1）将细胞与外界环境分隔开；
（2）控制物质进出细胞；
（3）进行细胞间的信息交流。
（课件投影）：
假如今天我们只有植物细胞材料用作实验,要想感受膜的存在，我们应首先考虑什么?
你能想到好的方法去解决这个问题吗?
（设计意图：
让学生通过对问题的分析得出细胞壁的成分）。
（简要实录：
学生纷纷抢答，植物细胞在细胞膜外面还有一层细胞壁，其化学成分主要为纤维素和果胶,因此可以用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁）。
（课件投影）：
细胞壁的成分：
细胞膜壁主要由纤维素和蛋果胶组成，对植物细胞有支持和保护作用。
三、联系实际，学以致用
（课件投影）：
（一）、有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：
窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱上的小洞又能让空气进出。
你认为这样类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？
要求：
请同学们在独立思考的基础上，小组内集思广益，将答案归纳整合后，选派代表发言。
（设计意图：
通过联系生活实际，提高学生运用知识的能力，提高学生的学习兴趣）。
（简要实录：
这道题是开放性习题，同学们在讨论时，不但从细胞膜的结构和功能与窗纱进行了分析，还从是否有生命，对于控制物质的进出有何不同等方面进行了分析，分析的全面细致）。
（课件投影）：
把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样具有允许一些物质出入，阻挡其他物质出入的作用。
这样的类比也有不妥当的地方。
例如，窗纱是一种简单的刚性结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂的多。
（课件投影）：
（二）、科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。
例如，用亚甲基蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
你能解释“染色排除法”的原理吗？
提示：
从细胞膜的功能上来分析问题
要求：
请同学们独立思考，得出答案，在小组内展示。
（设计意图：
考查学生对细胞膜功能的掌握情况）。
（简要实录：
学生经过自己思考，顺利将问题解决，感觉掌握的比较好）。
（课件投影）：
“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。
亚甲基蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。
而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出的细胞的功能，所以亚甲基蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。
课后反思：
准备这节课是生物备课组集体备课，大家在研究这节课时，发现课本上是将知识直白的呈现在学生面前，如果依据课本来学习这节课，很容易成为“满堂教”的课堂，不能培养学生的探究能力。
因此在设计这节课的时候，我以《诱思探究学科教学论》为理论指导。
遵循“观察—思维—迁移”的认知规律，大胆设计探究问题，让课本内容在形式上彻底改头换面。
充分体现学生的主体地位，真正实现学生的“满堂学”。
第一次上这节课时，出现的问题比较多：
一是课本上安排了制备细胞膜的实验，我担心学生以前做的实验不多，如果交给学生来完成这个实验，会耽误课堂时间，导致学习内容无法继续进行，所以我用课件将整个实验操作过程和实验结果投影给学生，没有考虑学生是不是明白了，掌握了；二是我设计的导向性信息比较多，学生没有充分时间讨论，完成的不好；三是有些导向性信息设计的高度没把握好，部分学生感觉难。
整节课下来，表面上是学生在“满堂学”，实际上真正学习的学生不多，真正学到的知识更少，这样的课堂最后只能是“热热闹闹一场空”。
在课后讨论解决方案时，提出制备细胞膜的实验可以放手让学生做，不应该一带而过；关于导向性信息的设置，紧紧围绕“细胞的结构和功能”开展；将导向性信息的阶梯设置的低些，争取让全班学生都能够“跳一跳摘到桃子”。
相信学生的能力，把课堂还给学生。
第二次上课时，我将实验中所涉及到的材料选择、实验原理、实验步骤、现象描述都交由学生完成。
在设计这节课时我还是有些担心的，可是学生在课堂上表现出的能力让我惊叹，不但相应的探究活动顺利完成；更让我惊喜的是：
学生在制备细胞膜时，从材料选择、实验原理到实验步骤都完成的很好；在过程实施中，小组内同学配合默契，操作规范，实验效果明显；实验现象描述准确。
在对导向性信息的回答上学生们都踊跃发言，特别是基础比较差的学生也都站起来回答问题，并且回答的很好。
人人都能参与、人人都有收获，每个学生都能体验和享受成功的愉悦。
我深深体会到诱思探究学科教学论的精髓所在：
教贵善诱，学贵善思，以诱达思，启智悟道。
不足：
在这节课的学习过程中，学生答出了一些不得要领甚至是错误的答案。
面对这种情况，我没能及时给予鼓励，这一点需要特别注意。
同学们不论是在提出问题、回答问题、制定方案、还是表达和交流各个阶段的行为表现都是学生积极思考的结果，作为教师要想尽办法鼓励学生，激活学生思维的火花。
只有学生的思维被激活了，课堂才能真正被激活。
这节课最后取得的圆满成功，我深深意识到：
学生不是消极接受知识的“容器”，而是有待点燃的“火把”，他们有探求新知的好奇心，有主动探究知识的愿望，有积极的学习态度。
教师要认识到学生的主体地位，激发他们的学习兴趣，并积极引导学生自主学习，探究发现，合作交流，在学习中使学生五官并用，以研究者、探索者的身份投入学习。
学贵善思，学贵善悟。
只有在这样的课堂中，才能促进学生和谐均衡、个性化的发展；才能真正实现学生的主体地位，使学生成为具有“志远、德高、才智、健康”素质的人。
2019-2020年高中生物《细胞膜——系统的边界》教案24新人教版必修1
【教学实施的程序】
学生活动
教师的组织和引导
教学意图
1.回忆细胞膜的功能有哪些？
上节课的探究实验说明细胞膜的什么功能？
细胞膜具有弹性吗？
细胞膜对物质的选择性吸收是否与其特定的结构相关？
细胞膜结构是怎样的呢？
大屏幕演示：
正常的洋葱表皮细胞与渗透作用失水后的图像（前后自身对照）
创设情境，激趣导入
2.阅读资料探究，小组讨论合作学习
（1）从生理功能入手的科学探究
实验一：
1895年E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性。
他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，发现：
脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。
问题①：
你能推测出什么结论？
问题②：
最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
问题③：
在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？
实验二：
20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。
问题①：
你能推测出什么结论？
问题②：
在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？
实验三：
1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：
将抽提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。
问题①：
你能推测出什么结论？
问题②：
细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢？
细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢？
画出来进行比较哪种情况膜稳定性强？
小结与思考
讨论对膜的研究为什么是从生理功能入手？
脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？
蛋白质位于脂双层的什么位置？
多媒体课件演示相关内容
学生小组讨论后，推选代表发言
学生评价、教师评价
“提出假说”的科学方法介绍。
主要是限于当时的条件。
实验、推理想象—假说—进一步验证完善。
开始学习模型建构的方法。
假说是怎样提出的。
（2）单位膜模型的提出
实验四：
1959年，J.D.Robertsen根据电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出单位膜结构模型。
问题①：
单位膜结构的主要内容是什么？
问题②：
单位膜结构有什么缺陷？
问题③：
有哪些证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？
展示20世纪50年代电子显微镜诞生后拍摄的细胞膜结构的电镜照片
洋葱表皮细胞渗透作用失水图片
人的红细胞渗透作用吸水涨破的图片
胞吞胞吐的图片
引导学生观察后思考
了解技术进步对科学研究发展的作用
学生活动
教师的组织和引导
教学意图
（3）新技术带来新模型
实验五：
展示1970年L.D.Frye和H.Edidin的人——鼠细胞融合实验。
问题：
①该实验表明什么？
②根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。
实验六：
动物细胞吸水膨胀时，磷脂双分子层的厚度变小。
问题：
说明什么？
实验七：
展示1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图
问题：
①细胞膜的组成成分？
②细胞膜的基本支架？
③蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？
④细胞膜的结构特点和功能特点？
探究思路引导
细胞膜具有流动性，必然体现在膜的形状变化或其上分子的运动。
如
①白细胞吞噬细菌的过程；②变形虫的伪足运动现象；③受精时细胞的融合过程；④动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；
提出技术进步推动了假说发展着技术进步，假说不断被修正和完善。
突出模型建构方法：
实验、推理想象—提出假说—进一步验证完善—不断发展。
了解技术进步对科学研究发展的作用
小结
①19世纪末，欧文顿的实验和推论：
膜是由___________组成的。
②20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由___________和__________组成。
③1925年，荷兰科学家得出：
脂质分子是 层分布的；
④1959年，罗伯特森提出的“三明治”结构模型：
所有生物膜都由 三层结构组成；
⑤1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 性；
⑥1972年桑格和尼克森提出⑥1972年，桑格和尼克森提出了 模型.模型。
思考
①生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？
②纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？
③分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？
①生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺
②实验技术的进步所起到关键性的推动作用
③在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识、再实践、再认识，使人类一步步接近生物膜的真相
总结结构与功能相适应的观点；人类对自然的认识是永无止境的
3.阅读有关生物膜流动镶嵌模型的正文，填写
①组成成分：
磷脂、蛋白质、糖类
②基本支架：
磷脂双分子层
③蛋白质分布：
覆盖、镶嵌、贯穿
④结构特点：
具有一定的流动性
⑤功能特点：
选择透过性
4．画细胞膜结构的简图，并注明主要分子的名称
5．利用废旧物制作生物膜模型，交流
6．课后延伸
利用互联网搜索科学家对生物膜研究的最新进展资料，并通过自己的加工将资料整理出来，拿到班上相互交流
动画演示生物膜的流动镶嵌模型
个别学生板演，师生评价
指导，展示优秀模型，总结归纳流动镶嵌模型的基本内容。
强化流动镶嵌模型的基本内容。
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