资源简介

《细胞由质膜包裹》教学设计
一、教材分析
本章是沪科技版高中《生物学》必修1《分子与细胞》第3章“细胞的结构”，从组成细胞质膜结构的分子特征，推理和演绎质膜功能的结构基础，通过实例说明细胞各部分的分工合作，完善“细胞是生物体结构和生命活动的基本单位”概念，为学生学习后续课程做好知识和能力方面的铺垫。
本节课是第1节“细胞由质膜包裹”，对标《课程标准》1.2.1“概述细胞由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流”。教材从质膜分子组成的角度切入，概述磷脂分子以双分子层形式构成质膜的骨架，并在中间形成疏水区域，与细胞内外的环境相适应，概述膜蛋白、糖蛋白、糖脂等成分与质膜的物质交换和信息交流等功能密切相关，进一步培养“结构与功能观”的生命观念。此外还通过流动镶嵌模型，帮助学生建立质膜“控制物质”“参与细胞间信息交流”等概念，并用“膜蛋白参与细胞间信息交流”的概念解释炎症反应等现实生活问题，落实“用图文、模型等方式表达并阐述细胞相关概念”的科学思维素养要求。
二、学情分析
本节课的学生为高一学生，经过对高中《生物学》必修1前两章的学习，初步了解了不同细胞的形态和功能，知道细胞是生物体结构和生命活动的基本单位，不同的细胞具有一些相同点，也有不同点；也理解了蛋白质、糖类、磷脂、水分子的结构特点、主要功能及分子结构与功能之间的关系，在细胞和分子层面建立了结构与功能相适应的观念。同时学生还具备一定的科学思维基础和交流表达能力，能够对文字、图像、表格的信息进行分析、归纳和总结等。但是学生抽象思维能力相对较弱，需要通过模型、实验演示等手段帮助学生理解微观结构和功能机制，同时也需要教师设计有层次的问题链，引导学生对现实生活的相关现象进行解释，并尝试对现实情境下存在的问题提出建议。
三、学习目标
1. 通过模拟实验演示和生物生理活动的实例，概述细胞质膜的主要功能。
2. 结合流动镶嵌模型模型，从结构与功能相适应的角度，解释质膜的结构特征。
3. 运用对质膜结构和功能的理解，为解决质膜相关的实际问题提出建议。
四、教学重难点
1. 教学重点：
（1）概述细胞质膜的主要功能。
（2）从结构与功能相适应的角度，解释质膜的结构特征。
2. 教学难点：
（1）从结构与功能相适应的角度，解释质膜的结构特征。
（2）运用对质膜结构和功能的理解，为解决质膜相关的实际问题提出建议。
五、教学设计思想
六、教学资源
（1）多媒体演示工具；
（2）实验演示试剂与材料：5%淀粉溶液、5%碘液、清水；透析袋、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
七、教学流程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设问题情境，导入新课 介绍肿瘤传统治疗的弊端，靶向治疗的优势和面临的困境。 【问题】如何设计运载体，能够特异性靶向肿瘤细胞？ 说明运载体的设计需要理解细胞质膜的结构与功能，导入新课。 代入医疗科研工作者，思考肿瘤靶向治疗运载体设计。 带着思考和疑问进入新课学习。 从医学实践中出现的问题引入，激发学生学习兴趣，并使学生意识到学习质膜结构和功能的重要性。
质膜的结构模型 回顾质膜的基本骨架。 【问题】什么分子构成了质膜的基本骨架？排列成哪种形式？为什么这样排列？ 展示冰冻蚀刻技术显示的质膜结构模型图。 【问题】蛋白质在质膜中的存在形式是什么？ 展示静态的流动镶嵌模型图 【问题】质膜还有哪些成分？其中糖类分子在质膜中的存在形式是什么？ 展示膜蛋白流动性实验示意图，介绍实验过程。 【问题】实验现象是什么？从中得出什么结论？说明推理过程。 展示细胞分裂和免疫细胞运动的显微动图。讲授质膜流动性需要胆固醇的调控。 展示流动镶嵌模型动态图，小结细胞质膜的结构模型和特点。 回顾磷脂分子的结构和质膜的基本骨架，结合细胞生活环境思考磷脂分子的排列形式。 通过观察模型图说出蛋白质覆盖在质膜表面，或镶嵌、贯穿在质膜中。 通过观察模型图说出质膜中除了磷脂和蛋白质外，还有糖类分子和胆固醇。其中糖类分子连接在蛋白质或磷脂上。 通过观察实验示意图描述实验结果，并推理得到膜蛋白具有流动性的实验结论。 通过动图直观感受质膜的流动性，知道胆固醇可以调节质膜流动性。 通过动态模型理解细胞质膜的结构模型和特点。 通过图片与模型，以及实验分析，逐步构建质膜的流动镶嵌模型，理解质膜流动性的结构特点。
质膜的功能与特性 展示校园边界图片。 【问题】质膜作为细胞的边界，应该具备什么功能？ 列表格将功能与结构对应。表格列出质膜能将细胞与生活环境分开的功能。 表格列出质膜参与物质交换的功能。演示细胞质膜透性的模拟实验。 【问题】预测两个烧杯及透析袋内溶液的颜色变化情况并说明理由。 展示人工磷脂双分子层对不同分子的透性。提供水通道蛋白发现的探究过程资料。 【问题】实验现象是什么？实验组的细胞为什么膨胀？质膜上的什么分子执行了物质交换的功能？ 表格列出质膜参与信息交流的功能。展示神经细胞与靶细胞信息交流的示意图。 【问题】肌肉如何知道什么时候进行收缩、收缩的强度、持续时间等？ 展示白细胞识别并进入感染部位示意图。讲授白细胞与血管内皮细胞通过糖蛋白与糖脂进行信息识别，完成生理活动。 【问题】糖类分子分布在质膜的哪一侧？ 继续展示白细胞进入感染部位示意图，提示学生关注白细胞移动过程中的结构变化。 【问题】白细胞从血管内皮细胞间穿过体现了质膜的什么结构特性？ 展示细胞分裂、运动，以及免疫细胞受体聚集成簇完成免疫功能的示意图。 【问题】质膜在结构上具有一定的流动性，有什么生物学意义？ 类比校园边界，以合作的形式集思广益，尽可能全面地列出质膜的功能。 思考质膜能够将细胞与环境分开的结构基础，是基于磷脂双分子层。 通过演示实验直观感受半透膜的选择透过性。分小组讨论，基于已经学习过的半透膜孔径特点以及淀粉分子特点，预测透性模拟实验的结果，并得出半透膜通过孔径狭小控制物质进出的结论。由此类比出质膜控制物质进出一定程度上基于磷脂分子紧密排列后的间隙狭小。 通过人工磷脂双分子层对不同分子的透性知道仅仅磷脂紧密排列不能满足细胞物质交换的需求，还需要其他的分子。通过探究资料和实验结果得出质膜上的蛋白质参与执行物质交换的功能。 通过观察示意图描述神经细胞与靶细胞间通过受体接受信号分子进行信息交流，完成生理活动。 通过观察示意图，结合讲授内容理解细胞间通过糖蛋白与糖脂进行信息识别，完成生理活动。根据其信息识别的功能，推理出糖类分子仅分布在质膜外侧。 通过观察示意图，说出白细胞穿过血管内皮的运动过程依赖于质膜具有一定的流动性。 通过观察多张图片，归纳概括质膜流动性的生物学意义。 通过类比，实验与探究的推理，以及生理过程的剖析，理解细胞质膜能控制物质进出并参与细胞间的信息交流，并培养科学思维。
巩固与小结 列表总结质膜的各项功能、特点，及与其相适应的各个结构。 回到导入的情境问题，以在医学实践应用的形式巩固本节课内容。 【问题】如何设计运载体，能够特异性靶向肿瘤细胞？ 从结构与功能相适应的角度对本节课内容进行归纳总结。 在理解质膜结构与功能的基础上，能够从表面受体特异性识别、或脂溶性膜以提高递送效率等不同角度，设计药物运载体靶向肿瘤细胞。 强化结构与功能相适应的生命观念，并尝试应用所学知识解决问题。
八、板书设计
九、作业
1. 请查阅资料，结合所学内容阐述为什么输血前需要血型鉴定和配型。
2. 完成学案和《练习部分》“细胞由质膜包裹”章节练习。
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