全章复习与测试公开课参赛课教案

高中生物必修一《分子与细胞》

第四章《细胞的物质输入和输出》

教

学

设

计

单位：青海师范大学附属第二中学

姓名：三琳

第四章

细胞的物质输入和输出

第二节

《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计

（三琳

青海师范大学附属第二中学

810007）

一、概述

“生物膜的流动镶嵌模型”为人教版高中生物必修1《分子与细胞》中的第四章《细胞的物质输出与输入》第二节的内容。第一节“物质跨膜运输的实例”说明细胞膜对物质进出的控制具有选择性，这与膜结构有关，膜结构又是解释第三节

“物质跨膜运输的方式”的基础。由此可见，这三节内容按照“功能—结构—功能”的关系紧密联系在一起，符合学生的一般认知规律。本节内容也在第四章中起到承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。 本节的教学内容需要一课时，内容包括：生物膜结构的探索历程和流动镶嵌模型的基本内容。其中“生物膜结构的探索历程”隐含着科学研究的方法与过程，同时渗透生物科学史的教育理念，也是培养学生科学研究能力的载体。“生物膜的流动镶嵌模型的基本内容”：在对细胞膜结构的众多假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等方法，构建细胞膜的空间结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。

二、教学目标分析

2.1 知识与技能

①简述细胞膜的结构。

②简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。

确立依据：本节内容的课程标准是“简述细胞膜系统的结构和功能”。这项要求可以理解为：一是简述细胞的生物膜系统的概念和功能；二是阐明生物膜结构的“流动镶嵌模型”。

2.2 过程与方法

①分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，作出假设。

②发挥空间想象力，构建细胞膜的空间结构。

确立依据：本节内容以细胞膜分子结构的探究历程为主线，学生动脑分析实验现象得出实验结论并构建模型为重点，让学生们从中体验科学研究的过程与方法。

2.3 情感、态度与价值观

①探讨建立生物膜模型的过程，树立生物体结构与功能相适应的生物学思想

②领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神；

③认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观。

确立依据：本节教材介绍了人类探究生物膜结构的过程和方法，可以加深学生对生物科学史本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构和功能相统一，技术手段的进步促进科学的发展等观点对于学生的情感态度与价值观领域的发展有重要价值。

三、教学重点、难点的确定

3.1 教学重点

重点：生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。

确立依据：生物膜的功能特性是具有选择透过性，根据结构与功能相适应的生物学基本观点，确定本节的教学重点为流动镶嵌模型的基本内容。

3.2 教学难点

难点：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。

确立依据：物质结构是实体，而功能是抽象的。在教学中要体现结构与功能相适应的观点，学生不仅要有扎实的基础知识，而且对想象力的要求也比较高。高一学生已有的生物学知识1

和生活经验较少，空间想象能力和逻辑推理能力有限。

四、学习者特征分析

学生在第三章的学习中已经尝试制作了真核细胞的三维结构模型，知道细胞膜具有选择透过性。在第四章第一节的学习中做过植物细胞质壁分离和复原实验，已经了解细胞膜具有一定的伸缩性，这些已有的知识和经验为本节的学习奠定了基础。高一学生具备一定的观察和认知能力，思维的逻辑性也已初步建立，但还不完善，对事物的探索充满好奇，却往往很盲目，缺乏目的性，对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。

学生学习的最终目的不是为了“学会”某个单一的知识，更是为了“会学”知识。

在教学中，要注重学生学习方法的指导和培养。本节课的设计是以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，学生将通过观察、阅读、思考、分析、讨论、探究等多种形式，开展自主学习和小组合作学习。让学生通过主体活动，根据自身的反馈信息来形成对客观事物的认识和理解，从而培养自身的创造性思维能力，提高自身的生物学素养。

五、教学策略选择与设计

5.1指导思想

这节课的设计是以新《生物课程标准》所倡导的教学理念：提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系为指导思想。把培养会学习的、具有高度科学文化素养的人作为最终教学目标。

5.2设计思路

调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。

学生在第二章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，探索过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。通过这个问题的讨论，学生就会认识到建立细胞膜的结构模型，必须从结构与功能相适应的观点出发来思考。

对于生物科学史的教育，可以通过引导学生分析不同时期不同科学家的实验及假说，让学生根据科学家的实验现象来推理磷脂分子的排列方式、蛋白质与磷脂的组合方式，这样不但让学生形象、直观的了解了模型构建的过程、也使他们置身其中、探索科学的奥妙并体验成功的喜悦。

细胞膜的流动镶嵌模型这个重点的突破可通过多媒体课件，有顺序、有层次地介绍。通过幻灯片放映各个科学家研究的图片、动画，增强内容的立体感、丰富了教学内容，使学生能轻松的从感性认识上升到理性认识。

5.3教学方法的确定

由于本节内容教材用很大篇幅介绍生物科学史，对学生而言比较枯燥，在教学中我将以“细胞膜结构中磷脂分子和蛋白质分子的排布”为切入点，采用“引导—观察分析，实验现象—提出问题（要求）—做出假设（构建模型）—实验验证再分析”的教学模式，融合运用引导启发、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，尤其在体验生物膜的探索历程上通过动画演示，引导学习者更好的理解和构建流动镶嵌模型。

六、教学资源

教学课件；磷脂分子纸片模型；相关Flash动画；分小组准备实验展板；导学案；自编习题。

七、教学流程图

2

八、教学程序

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入（2min）

[问题探讨]展示学生制作的真核细胞三维结构模型，提出问题，选用塑料袋、普通布和弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更适于体现细胞膜的功能？

激发学生的学习兴趣，并引导学生参与模型构[师生共识] 选择弹力布做细胞膜的材料，相对好一些。

建。

[小组讨论回答]三种材料的特性：塑料袋不具有通透性，普通布不具有柔变性，而弹力布不仅具有柔变性，还具有一定的通透性。

过渡

即使满足这些条件，弹力布也并不能完全体现细胞膜的功能，如果寻找更合适的材料，就需要我们更深入的了解细胞膜的结构，这节课就让我们一起去亲历科学家的探索历程。

让学生带新课（共28min) 展示学习目标。

学生齐读学习目标。

着学习任务，学习目标去学习。

3

一、生物膜结构的探索历程（22min）

展示实验1 （3min）

思考问题：

科学家得出的结论是通过对现象的推理还是通过对膜成分的提取与鉴定的。

[实验1] 细胞膜的通透性实验

时间：19世纪末1895年

科学家：欧文顿

开始学习实验：物质对细胞膜的通模型建构透性。

的方法。

小组活动：学生自主思考，小组讨论请代表阐述实验过程并回答问题；

过渡

要弄清某一物质或物体的结构，首先要弄清其化学组成成分。那么，细胞膜的组成成分是什么？探究细胞膜的化学组成成分，为什么不用化学分析的方法呢？

学生回答：受到实验技术的限制。

让学生理解假说是怎样提出的。

展示实验2 （3min）

思考问题：

在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？

[实验2]细胞膜提取分离和成分分析

时间：20世纪初

实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。小组活动：学生自主思考，小组讨论请代表阐述实验过程并回答问题；

科学的探索要具备严密的思维，让学生了解实验材料对实验的重要性。

过渡

膜成分中的脂质主要是磷脂，教师讲解介绍磷脂分子的结构，指出磷脂分子亲水性头部和疏水性尾部。

[实验3]两位荷兰科学家实验过程。

时间：1925年

科学家：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：磷脂平铺在空气—水界面。

小组活动：探究磷脂排布的方式。

通过学生自主运用纸片模型，尝试排布磷脂分子，亲身体验，得出磷脂双层排布的结论。

展示实验3 （5min）

教师指导：学生尝试排布磷脂分子。

4

展示实验4 （3min）

思考问题：

讨论“三明治”模型的局限性？

[实验4]

“三明治”结构模型

时间：1959年

科学家：罗伯特森

实验：罗伯特森电镜下观察到的细胞膜。

小组活动：学生自主思考，小组讨论请代表阐述实验过程并回答问题。

随着技术进步，假说不断被修正和完善。

过渡

[播放]变性虫吞噬食物的动画，引导学生说出细胞膜是具有流动性。

教师小结、点评

（1min）

从上面的三个实验，我们可以看到膜的成分和结构的初步阐明是通过“提出假设”后进行实验验证的。但提出假设不是随便猜想的，而是根据实验现象和有关知识提出的，同时还需要严谨的推理和大胆的想象。

[实验5]

免疫荧光技术细胞融合实验

时间：1970年

科学家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin) 实验：人鼠细胞融合小组活动：学生自主思考，小组讨论请代表阐述实验过程并回答问题。

展示实验5 （4min）

思考问题：

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。

突出模型建构方法：实验、推理想像→提出假说→进一步验证完善→不断发展。

过渡

在这些实验的基础上，通过科学家的不懈努力，终于有了新的突破，

建立了较为完善的模型，引出实验六。

[实验6] 流动镶嵌模

型

时间：1972年

科学家：桑格和尼克森

小组活动：学生自主思考，小组讨论请代表阐述实验过程并回答问题。

展示实验6 （3min）

教师小结：桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型普遍被大家所接受，下面我们就在这个实验的基础上学习流动镶嵌模型的基本内容”

总结结构与功能相适应的观点。

5

二．流动镶嵌模型的基本内容

（6min）

[动画演示] 细胞膜的亚显微结构模型，提出问题：

问题1：细胞膜的组成成分？

问题2：细胞膜的基本支架是什么？

问题3：蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布？

问题4：:细胞膜的结构特点？

问题5：那么细胞上的蛋白质是怎样识别物质的？

[观察] 三维立体演示生物膜的流动镶嵌模型

通过动画演示和直观图片，强化生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容。

思维延伸（2min）

[小组合作，形成共识] [设疑]流动镶嵌模型，是否已完流动镶嵌模型不可能完美无缺呢？

美无缺。

[绘图] 绘制细胞膜的亚显微结构示意图

[要求] [小组合作，学生活动] 1．准确绘制出细胞膜的基本支

架、蛋白质的三种位置和糖被。

2．准确标注出各部分的结构名称。

人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。

人类对自然的认识是永无止境的。

巩固

（4min）

复习强化“流动镶嵌模型”的基本内容，突出教学重点。

实现“情感、态度与价值观”目标。

科学精神和科学品质渗透（1min）

思考与讨论（2min）

[思考1]

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思考与讨论

到怎样的作用？

引导学生说出实验技术的发展可以推动实验。

6

[思考2]分析生物膜模型的建立过程,思考与讨论

你受到什么启示?

引导学生从生物酶模型的探索历程中感受科学家不懈努力的科学品质和科学的研究方法。

将已有知识系统化、网络化。

小结（4min）

[师生合作] 绘制生物膜的概念图。

可培养学生对问题的科学思[兴趣1]搜索科学家对生物膜研究的最维方法和探究精神，帮助学生新进展资料，课后相互交流。

提高对信息技术运用的熟练

程度，发展学生的信息素养。

课外延伸（2min）

可加深对生物膜流动镶嵌模

[兴趣2] 利用废旧物品制作生物膜模型基本内容的记忆和理解，同型。

时可培养学生的创新意识和

创新精神。

第2节

生物膜的流动镶嵌模型

板书设计

作业布置

自编习题4.2 7

教学反思

本节教学设计我感觉条理清晰，逻辑关系明确。最大的亮点在于突出科学史教育，经过教师精心设计，让学生在预习时制作资料卡，整理各位科学家实验的资料，课堂上反馈出预习效果良好。课堂教学时将几个实验加工成一连串环环相扣的问题来引导学生探究，让学生身临其境，仿佛自己就是科学家，从中学习模型建构方法，通过探究活动真正体验和感悟了细胞膜的结构模型构建的逻辑过程以及科学探究的基本方法。这样的设计旨在发挥学生在学习中的主体性，培养和锻炼探究能力和合作学习能力。

不足之处在于设置探究历程中问题梯度时，没有准确把握学生当前的认知结构和认知水平，学困生的参与度不是很大，没有享受到成功喜悦。另外由于现场教学的生成性很大，对于预设的情境无法准确把握学生的情况，如尝试排列磷脂双分子层、绘制细胞膜的亚显微结构图以及构建本节课的知识网络等，导致时间控制不够完美，学生讨论时间太短，收尾之时稍显仓促。

八、学习评价表

自评

A

总评

B C

小组评价

A

B

C

项目

展板制作

自主学习

小组展板制作中参与情况

课前预习案中自主学习模块内容完成情况。

针对各展板所提出问题的参与情况。

实验1

实验2 实验3 实验4

实验5 实验6 合作交流

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