“细胞膜──系统的边界”教学设计司军权

“细胞膜系统的边界”教学设计一师塔里木高级中学 司军全（邮编：843300 电话：）一、设计思路本着“学起于思，思源于疑”，课题从新课程理念出发，创设情境，以疑激趣，理论联系生活实际，以生活常识入手，温故而知新，引导学生在已有知识背景下主动建构新知识，让学生认同细胞膜是系统的边界。为了让学生有切实的情感体验，我们给学生提供实验素材，让学生亲自体验细胞膜的制备过程。实验前引导学生进行正确选材，规范实验操作。当学生用显微镜观察细胞吸水涨破实验后，激发学生学习兴趣，再设置一系列的科学材料引导学生分析得出细胞膜的成分。细胞膜功能部分，注重与现实生活的联系，引导学生利用类比的方法解决问题，让学生注意理解生物科学与技术和社会之间的相互作用，重视理论联系实际，并进一步落实情感、态度、价值观的教育。二.教材分析1内容分析本节内容是普通高中课程标准实验教材（人教版）生物必修1分子与细胞第三章第一节内容，它承接前面所学细胞的元素和化合物等内容，是对生命系统的基本单位细胞的进一步认识。通过本节的学习使学生对有关细胞的元素和化合物的认识具体化、结构化，将前后知识建立起有机的联系，并为后面学习细胞的物质输入和输出、细胞膜的流动镶嵌模型打下基础。2 学情分析此时的高二学生学习的生物的时间还不长，对于生物学习的特点和兴趣还不浓厚，生物知识、能力和思想有待于提高，在这个阶段教师的引导是十分关键的。本节内容不多，如果仅仅按部就班进行教学，学生的理解能力不会有较大提高，学习的体验也不深，学习生物的兴趣不会提高，那样只是为了学习而学习，因此在教学中要激发学生学习兴趣，引导学生积极思考，通过不同的情境提高学生各项能力。3 教学目标3.1 知识与技能（1）简述细胞膜的成分和功能。（2）了解细胞膜的制备过程。3.2过程与方法（1）探讨问题并分析实验结果，养成科学探究的能力。（2）尝试制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。3.3情感态度与价值观 （1）认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。（2）通过对细胞膜结构和功能的学习，认同生物体结构与功能相统一的观点。4 教学重点和难点4.1教学重点（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。4.2教学难点（1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。（2）形象的理解细胞膜的功能。（3）体会细胞膜作为细胞这个生命系统的边界的意义。5. 教学过程课前准备：（1）拍摄生物学习小组制作哺乳动物成熟红细胞吸水涨破的实验视频；（2）准备红玫瑰花瓣、酒精、清水、烧杯、玻璃棒等；（3）要求学生以细胞膜为主题写一篇诗歌5.1 诗歌导入，激发兴趣展示网络上一篇优美的配乐诗爱到细胞深处，要求学生欣赏诗歌并朗诵：穿过纷繁复杂的生物圈我来到你的面前是否有一条无形的碳链冥冥中把你我相连你的目光如水浸润了我的每一个细胞你的声音如糖让我拥有了无尽的能量每一刻我都在想念你苏丹般的容颜我的思念已进入每一个核苷酸我的DNA充斥着你的信息你已经控制了我所有的蛋白质我无法逃避在优美的旋律中将学生带进知识的殿堂，提出问题：在这首优美的诗歌当中，涉及到了组成细胞的哪些分子？如果将上述各种物质配齐，并按照他们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？通过诗歌营造愉悦的课堂氛围，创设探究情景，同时激活学生所学内容，为进一步学习做好准备。5.2 细胞膜的功能5.2.1将细胞与外界环境分隔开“既然让这些化学物质组合在一起并不能形成生命系统，那么生命系统是如何形成的呢？” 观看动画片蓝猫历险记的一段视频“原始细胞的形成过程”，结合教材第42页内容，思考并回答：这段视频中同时向我们传递出了细胞膜的一个非常重要的功能？学生在观看视频后总结出细胞膜的第一个功能它将细胞与外界环境分隔开。5.2.2进行细胞间的信息交流向学生提供文字资料： 向高等植物的一个细胞中注入荧光染料(能发出荧光的染料)，则染料迅速扩散到相邻的细胞内；内分泌细胞产生激素到达靶细胞；精子与卵细胞的结合。在教师的讲解过程中，结合教材分析资料并思考：这三份资料反映了细胞膜的什么功能？教材文字和图片是非常重要的资源，但也是学生最易忽视的地方，引导学生对教材的关注，提高学生分析能力。5.2.3控制物质进出细胞细胞膜是不是使细胞成为一个封闭的系统呢？它还具有怎样的功能？以红色玫瑰花瓣、酒精、清水、烧杯、玻璃棒等为主要实验材料，以小组为单位进行讨论，设计探究性实验验证细胞膜具有控制物质进出的功能。先让每个小组提出设计方案，讨论完善后进行现场演示实验。实验结果显示玫瑰花瓣在盐酸作用红色物质外溢导致溶液颜色变红，而装有清水的烧杯溶液颜色几乎变化。以事实为依据，探讨问题并分析实验结果，提高学生科学探究的能力，培养严谨的科学态度。5.3细胞膜的成分我们知道，有什么样的结构才可能具备怎样的功能，结构与功能是相统一的，那么细胞膜具有怎样的结构呢？这点我们会在第四章详细学习，我们今天先来研究一下细胞膜的功能是由膜上哪些成分来完成的。要想解决这个问题，我们应当想办法获取细胞膜。下面我们就结合实验体验一下细胞膜的制备。1.首先，我们应该确定合适的实验材料。对于一个实验来说，合适的实验材料是实验成功的关键。（课件展示几种细胞的图片，高等植物、高等动物、哺乳动物成熟红细胞、细菌）讨论：哪一种细胞比较适合提取细胞膜呢？请尝试说出原因？我们选择什么样的材料进行实验才会使细胞膜制备起来更容易，而又不会跟其他的膜混在一起呢？（多媒体放映小资料）：哺乳动物的红细胞在发育成熟过程中，核逐渐退化，并从细胞中排出，为携带氧的血红蛋白，腾出空间。哺乳动物成熟的红细胞是一种很好的材料，因为它没有细胞核和叶绿体等众多的细胞器，也没有细胞壁。因此我们可以选择人血、兔血或者猪血等容易取得的材料来进行实验。 那么，红细胞那么小，我们要如何操作才能使细胞膜与细胞的其他成分分开呢？细胞内的物质具有一定的浓度，将细胞放入清水，水会不断进入细胞，细胞会膨胀，最终将细胞涨破，细胞内容物流出，从而得到细胞膜。我们可以用光学显微镜来观察到这一变化。进行实验操作：（录像）这是实验现象，大圈是视野，小点是红细胞，可以看到，正常的红细胞边缘是很清晰的，涨破后有什么区别？在视野中可以找到少数胀破的红细胞，它们已失去完整发亮的边缘，变成不规则。这个实验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。里面还有血红蛋白等，如果把这个实验在试管中进行的话，你能够想办法获得较为纯净的细胞膜吗？细胞膜和细胞质中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。如果没有离心机的话，我们还可以采取静置的方法 离心机（介绍）获得较纯净的细胞膜后，就可以分析细胞膜的成分了，我们来回顾一下科学家是如何研究的，请大家阅读学案中提供的资料，来分析一下细胞膜的成分。提供材料：材料一:1895年美国生化学家欧文顿研究了各种卵细胞的透性，他发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜。后来，其他科学家发现细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解。材料二：科学家对细胞膜化学成分进行深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解。（蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）请根据以上资料思考细胞膜在组成上有何特点?小结：科学家将制备的细胞膜进一步提纯、分析，发现细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量糖类。其中脂质占细胞膜总量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2%10%。在组成细胞膜的脂质中，那种脂质最丰富？科学家在各种膜的研究中还发现，不同的膜，各成分的比例不是固定的。比如蛋白质，这也体现了“蛋白质是生命活动的主要承担者”，蛋白质对细胞膜功能的行使是起重要作用的！植物细胞在细胞膜外还有一层细胞壁，它的化学成分是纤维素和果胶，细胞壁对植物细胞有支持和保护的作用。但是它对物质进出没有选择性，是全透的。这就是为什么细胞壁不能作为系统的边界的原因。通过今天这堂课的学习，我们了解了细胞膜的成分和功能，体验了细胞膜的制备过程。明确了细胞膜对细胞的重要意义。有关细胞的其他结构我们下节课再介绍。5 .4 首尾照应，诗歌结课最爱细胞膜在那神秘的世界并非表面般的和平数不清的敌人来袭你那美丽的外衣将他们拒之千里你是坚强的壁垒守候那神圣的领地是你，隔开了原始海洋的动荡是你，为我日夜守边防是你，为我传信报安康短暂的生命并无所谓冥冥的碳链将你我牵回智慧之光不会昏昏沉睡只有这诗能将你赞美啊，亲爱的细胞膜因为有你，我们的生命才有光辉！诗歌为学生所写，教师只是将部分优秀的语句整合在一起，学生在朗诵诗歌时感悟到自己成果的喜悦，也让学生在诗歌中感受细胞膜的美好，并进一步增强生物学科的学习。四、课外拓展：1.请你思考如何利用花生,红墨水,酒精灯,刀片,清水和烧杯等材料验证细胞膜是否具有活性。2.细胞膜表面的糖被具有识别功能，而癌细胞表面的糖被成分发生了改变。请你从网络或其他媒体上收集资料，解释为什么癌细胞容易扩散。五. 教学反思本教学设计对教材内容进行创新性的整合，体现了新课程的四个基本理念，力求使学生在“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个方面得到提高，取得了较好的教学效果。具体来讲有以下几方面的特点：首先富有人文魅力的诗歌让学生耳目一新，首尾照应的教学设计让学生们充分感受到了生物学习的魅力，学生自己创作的歌词更是让学生的学习积极性得以充分提高。其次大胆对教材内容进行重新整合。借助于巧妙的过渡使整个课堂非常紧凑，学生在层层递进的设问中逻辑思维能力得到充分锻炼，将细胞膜与生活实例的联系也让学生明晰生物知识的社会功能。第三充分发挥学生的主动性，提高学生的实验动手能力。本教学设计的多个实验都是学生自行设计，并且在课堂上让学生操作演示和讲解，让学生体会到成功的快乐，继而增强学生的学习兴趣和自信心。第四充分发挥文字、图片、视频、数据、科学史、概念图等资料的教学功能，这些不仅增加学生的生物学知识，还可以提高学生的多项能力，更是培养学生情感态度价值观非常好的资源。总之，新课程带给我们的不仅是知识的更新，更是教学观念的转变，只要我们多思考、多挖掘、多动手，就能使我们的课堂更具魅力！