细胞膜系统的边界教学设计.docx
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细胞膜系统的边界教学设计
细胞膜——系统的边界教学设计
──系统的边界教学设计
山东青岛市平度第一中学杨化涛张晓玲
一、教学目标
简述细胞膜的成分和功能。
二、教学设计思路
由于第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，是本章学习的基础。
同时，本章内容又是后续章节学习的基础。
所以在教学时，应注意联系学生已有的知识基础，引导学生在已有知识背景下主动建构新知识。
毕竟细胞膜离学生的生活经验较远，学起来有一定的难度，建议在教学过程中安排学生观察图片和亲自作实验来体验细胞的存在。
在初中生物课学习细胞的基本结构时，学生对细胞膜已经有所了解。
但当学生用显微镜观察细胞时，是很难看清细胞膜的。
利用学生的认知冲突，激发学生兴趣。
细胞膜的成分部分，为避免直接讲授学习，体现探究性学习，我们给学生提供丰富的素材，让学生亲自体验细胞膜的制备过程。
这个实验的目的，不仅是让学生亲自动手，练习制备细胞膜，更重要的是让学生体会其中的科学方法（如，材料的正确选择等），并通过评价的激励机制和导向作用，鼓励学生主动思考和大胆推测，在学习过程中体验成就感。
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，使学生在现实生活的背景中学习生物学。
并进一步落实情感、态度、价值观的教育
课后小结，让学生在笔记本上写出这堂课的收获、发现或遇到的问题，发挥学生主体作用，感知知识形成，突出重点。
三、教学实施
教师组织与引导
学生活动
教学
意图
请谈一谈你对细胞的认识？
（注意从细胞的结构和细胞的成分两方面谈起。
）引出第三章课题。
当人们对细胞有一定认识后，有人尝试过想组装细胞，你们推测一下能否成功？
通过这个事例你能得出什么结论？
每一个系统都有一定的边界，那么细胞是否也有边界呢？
引入课题：
第1节 细胞膜──系统的边界。
1．展示一幅图片，创设问题情境。
请尝试说出图中哪些是气泡？
哪些是细胞？
并讨论能否在显微镜下看到细胞膜？
2．要想真正观察细胞膜要用电子显微镜，但是在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了，你能想办法验证细胞膜的存在吗？
（教师评价：
通过讨论，我们已看出有些同学想法和科学家的想法有异曲同工之处。
希望同学们认真思考问题。
你今天看来离奇的想法，明天就有可能成为科学的现实。
科学就需要我们进行大胆的想象。
）
那么，细胞膜的成分是什么呢？
它又具有哪些功能呢？
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）
讨论：
上述图中分别是什么细胞？
哪一种细胞比较适合提取细胞膜呢？
请尝试说出原因？
阅读课本P41旁栏相关信息：
对红细胞有特殊要求吗？
鸡红细胞可以吗？
2.如何利用红细胞获取细胞膜呢？
用镊子撕取行吗？
用针刺破行吗？
应当用什么办法来获取细胞膜？
课件展示红细胞在不同溶液中的图片。
根据图中红细胞的形态差异，你能描述一下本实验的实验原理吗？
3.准备实验材料：
红细胞是从哪儿获得呢？
我从较远地方采集到血液以后，回来以后发现不能使用了，你知道为什么吗？
怎么解决这个问题呢？
新鲜的血液非常黏稠，为了便于观察，需要对血液进行稀释，用什么溶液呢？
为了观察细胞形态的变化，还要用到什么实验用具呢？
请同学们观察一下自己的实验台，用品是否齐全？
4.进行实验操作：
（课件展示）
第一步：
制作临时装片
第二步：
高倍显微镜观察：
（教师巡回指导,注意控制时间）
5.实验结果及评价:
①引导学生描述实验现象并积极评价，失败是成功之母，课下自己好好总结，找出原因，成功就会离我们越来越近。
许多科学家就是经历了许多失败以后才获得了成功。
②你能体会到这个实验的关键步骤是什么?
③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？
提供材料：
材料一:
科学家在实验中发现：
脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜能够被溶解脂类物质的溶剂溶解。
材料二：
人的消化液中含有许多能够水解蛋白质的物质，称为蛋白酶。
用蛋白酶处理细胞膜，会使细胞膜分解。
请根据以上资料思考细胞膜在组成上有何特点?
追问①膜中的脂质主要是哪一类物质呢？
追问②你能设计实验证明细胞膜中含有蛋白质吗?
追问③阅读教材P41,细胞膜的成分中是否只有磷脂和蛋白质?
［引言］蛋白质在细胞膜行使功能是起重要作用,因此,蛋白质的种类和数量越多,细胞膜的功能越复杂。
细胞膜有什么功能呢?
展示一位生物老师作的一首赞美细胞膜的诗，引导学生从中体会细胞膜的功能。
课件展示细胞膜的功能：
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。
（1）播放《生命的起源》视频，帮助学生理解细胞膜的第一个功能：
细胞膜将细胞与外界环境分隔开。
（2）［过渡引言］细胞膜的第一个功能是否说明细胞就不与外界进行物质或能量的交换了呢？
你能从身边熟悉的事物中找到类似细胞膜的其他功能的事物吗？
（注意强调：
类比只是帮助我们理解并不能完全等同）
［重点讲解］细胞膜的第三个功能“进行细胞间信息交流”
教师可以借助教材的三幅图说明细胞与外界进行信息交换的三种方式。
［拓展延伸］
1.信息交流的第一、二种方式可引导学生联系施莱登、施旺的细胞学说“细胞系相对独立的单位，既有它自己的生命，又对于其他细胞共同组成的整体的生命起作用”
2.引导学生形成“服务社会，奉献自我”的观念：
当前，由于独生子女增多，父母对孩子的期望值过高，只要孩子读书，不惜满足孩子的一切要求，致使一部分学生以自我为中心，只关心自己的得失。
他们感知不到父母的劳作的艰辛，体验不到生活的乐趣，这是因为他们还把自己当成社会的局外人，缺乏责任感、使命感。
在生物教学中，必须让学生清醒的认识到他们只是整个社会的一员，是组成社会的一个细胞，他们对社会既要索取，更要有所奉献。
这正如细胞和细胞之间关系。
请你尝试说出“细胞识别”的例子。
你认为细胞膜还有什么功能?
［导言］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?
请同学们在笔记本上写出今天的收获，或者你发现的问题。
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。
设想我们能否把蛋白质、核酸、脂质、糖类、水、无机盐等物质机械地组装在一起，成为一个有活力细胞。
提示：
细胞的结构与其功能有着密切的联系。
结论：
系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组间结构和功能的密切联系，形成的统一整体。
答案提示：
气泡中间光亮，里面只有空气；边缘颜色较深。
细胞具有细胞膜、细胞核和细胞质，而且是一个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。
光学显微镜下不能看见细胞膜，但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。
答案提示：
实验事实主要有：
进入活细胞的物质首先要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。
（学生共同回答：
细菌、植物细、红细胞、肌细胞）
学生讨论后确定：
红细胞。
原因是没有细胞壁，没有细胞核和众多的细胞器。
哺乳动物成熟的红细胞。
鸡的红细胞不行，因为鸡属于鸟类，不是哺乳动物。
细胞太小了。
这种方法不可行，可把哺乳动物红细胞放到清水里，红细胞会因吸水而胀破。
提示：
细胞内的物质具有一定的浓度，将细胞放入清水，水会进入细胞，将细胞涨破，细胞内容物流出，从而得到细胞膜。
血液。
（猪、牛、羊等）
血液容易凝固。
要解决这个问题需要加入抗凝剂。
用生理盐水稀释。
（初中学过这部分知识）
显微镜等用品。
根据提示操作
注意:
两人协作，一位同学制作临时装片，另一位同学调试显微镜。
尝试描述观察到的现象（有的成功地观察到了红细胞吸水膨胀甚至胀破的动态变化,也有的没有观察到此现象）
提示：
高倍镜下引流法，使红细胞浸润在水中,使之涨破的过程。
答案提示：
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。
细胞膜中含有蛋白质和脂质。
①磷脂，（前面已经学过：
磷脂是细胞膜的重要成分）。
②回顾前面学习的双缩脲试剂鉴别蛋白质的有关知识。
③还含有少量的糖。
学生阅读并体会其中的含义：
是谁，隔开了原始海洋的动荡。
是谁，奏鸣了生命的交响。
是谁，为我日夜守边防。
是谁，为我传信报安康。
啊，伟大的细胞膜呀！
没有你，我会是何等模样！
认识细胞膜对生命系统的重要意义。
提示：
1.控制物质进出功能：
窗纱、蚊帐；学校的大门及辛勤工作的门卫同志等。
2.信息交流方式：
打电话、写信、发E-mail、谈话、相互拍手等。
提示：
①海洋或河流湖泊中存在着很多不同生物种的精子和卵细胞，这些精子与卵细胞并没有发生相互结合；
②免疫细胞吞噬病毒或细菌，而正常情况下并不吞噬自身的细胞；
③植物传粉后，同种和不同种的花粉都会落到雌蕊的柱头上，同种的花粉能萌发，异种的花粉不能萌发或萌发缓慢；
④人类输血时要严格配血；
⑤器官移植（如骨髓移植）能否成活等。
鼓励学生课下查阅资料，进一步理解细胞膜功能。
提示:
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。
联系生活实际，激发学生的兴趣，同时巩固所学知识。
启发学生，对比原有知识和新学知识，产生认知冲突，启发兴趣。
感受细胞膜的存在。
通过评价的激励机制和导向作用，
鼓励学生主动思考和大胆推测。
体会实验材料的正确选择对于科学研究的重要性。
拓展学生的知识面，增加学生对哺乳动物红细胞的了解。
在学生已有知识背景下主动建构新知识。
倡导合作学习，
提高学生动手操作和使用显微镜的技能。
落实情感态度价值观的教育。
训练学生知识迁移的能力。
创设情境，激发学生兴趣。
利用教学媒体增加教学的直观性，促进学生对知识的理解。
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，使学生在现实生活的背景中学习生物学。
进一步落实“服务社会，奉献自我”的教育。
第3章《细胞的基本结构》教材分析
课程教材研究所生物课程教材研究开发中心李红
通过第2章的学习，学生对组成细胞的分子及其重要作用有了比较全面的了解。
蛋白质、核酸、糖类、脂质……这些生物分子固然重要，但是光有分子还不能表现出生命活动。
只有当这些分子有机地组合在一起，形成细胞的各种结构，细胞才成为基本的生命系统。
与其他系统一样，细胞同样有边界，有分工合作的若干组分，有信息中心对细胞的代谢和遗传进行调控。
细胞的结构复杂而精巧，各种结构组分配合协调，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
一、教学目的要求
知识方面
1.简述细胞膜的成分和功能。
2.举例说出几种细胞器的结构和功能。
3.简述细胞膜系统的结构和功能。
4.阐明细胞核的结构与功能。
情感态度与价值观方面
1.体验制备细胞膜的方法。
2.认同细胞是基本的生命系统。
3.讨论三位获诺贝尔奖的细胞学家取得成功的原因。
能力方面
1.制作用于观察叶绿体和线粒体的生物材料临时装片。
2.使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
3.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
4.进行实验数据的解释。
二、教学内容的结构和特点
（一）教学内容的结构
（二）教学内容的特点
本章的标题是《细胞的基本结构》，实际上本章的内容并不像章标题字面上呈现的那么简单，不仅仅是介绍有关细胞的基本结构以及这些结构的功能的知识，而是把细胞作为一个基本的生命系统，引导学生用系统分析的方法来研究细胞，研究组成细胞的各个组分是怎样既相对独立，又紧密联系的，细胞的生命活动是怎样通过各组分的协调配合完成的，把细胞作为一个活系统来研究，把细胞学活。
章引言以自行车的拆装为例，用类比的手法揭示细胞作为系统的基本特征：
系统不是其组分的简单堆砌，而是通过组分间结构和功能的密切联系，形成的统一整体。
作为系统，细胞与其他系统一样，也有边界，有分工合作的若干组分，有信息中心对其代谢和遗传进行调控。
本章的内容安排，正是从系统的视角，分为《细胞膜──系统的边界》《细胞器──系统内的分工合作》和《细胞核──系统的控制中心》三节。
第1节《细胞膜──系统的边界》，介绍的是细胞膜的成分和功能。
因为第4章《细胞的物质输入和输出》将详细介绍生物膜结构的研究历程、生物膜的流动镶嵌模型以及物质出入细胞的几种方式，因此本节在介绍细胞系统的边界──细胞膜时，没有提到细胞膜的结构，对于细胞膜控制物质进出细胞的功能，本节也是点到为止，没有展开叙述，避免与第4章重复。
学生对细胞膜并不陌生。
在初中生物课学习细胞的基本结构时，学生对细胞膜已经有所了解。
当学生用显微镜观察细胞时，是很难看清细胞膜的，还有不少学生误将气泡认作细胞。
“你是怎样区分气泡和细胞的？
光学显微镜下能看见细胞膜吗？
”“问题探讨”中提出的这些问题，将学生原有经验中的疑惑点出来，将学生的思绪带回到曾经学过的细胞内容中，引起学生对有关细胞膜问题的思考。
其实，学生认为细胞有细胞膜，是因为老师是这么说的，教科书上是这么写的，学生在显微镜下看到细胞的确存在明显的边界，由此推断出细胞膜的存在，学生并没有真的看到细胞膜。
科学家也一样，在光学显微镜下很难看清细胞膜，只有用电子显微镜才能看得清楚。
但是，“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。
”“问题探讨”接着提出这个问题，请学生推测，科学家是怎样确定细胞膜的存在的。
这个问题将会引起学生的思考和大胆推测，讨论，甚至争论，为细胞膜的学习打开兴趣之门。
课程标准中与细胞膜有关的要求是“简述细胞膜系统的结构和功能”。
“简述”是了解水平，要求不高。
因此，关于细胞膜的组成成分，学生只需知道“细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。
此外，还有少量的糖类。
其中脂质约占细胞膜总量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2～10%”就可以了，不需要知道有关这些组成成分的更详细的生化知识。
但是，如果单纯告诉学生这一结论，学生会觉得很干巴，很难产生学习的兴趣，更谈不上产生探究细胞膜的欲望了。
教科书作为学生用书，其功能不应是“圣经”，摘录科学上的现有结论，而应为学生的探究性学习提供丰富的素材，引导学生探索科学的奥秘。
使学生不仅了解科学的结论，也了解科学的过程；不仅学习科学知识，还能发展能力，培养爱科学的情感和科学的世界观，从而实现全面提高生物科学素养的课程目标。
为了达到这个目标，在“细胞膜的成分”这一内容的编写中，教科书安排了“体验制备细胞膜的方法”的实验。
这个实验的操作步骤很简单，学生只需取一滴猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液，滴在载玻片上，制成临时装片，在高倍显微镜下观察，待观察清晰时，再滴加蒸馏水，使红细胞浸泡在水中，即可观察到哺乳动物红细胞在水中逐步涨破的过程。
这个实验的目的，不仅是让学生亲自动手，练习制备细胞膜，更重要的，是让学生体会其中的科学方法。
例如，制备细胞膜应选择植物细胞还是动物细胞？
用什么方法可以获得细胞膜？
为什么在科学研究上，科学家用哺乳动物红细胞作为制备细胞膜的材料？
实验指导的引言部分，引导学生层层深入思考这些问题，体验实验材料的正确选择对于科学研究的重要性，以及制备细胞膜的方法中所蕴涵的科学原理。
许多有关细胞膜化学组成的资料，都来自对哺乳动物红细胞膜的研究。
考虑到哺乳动物红细胞的重要性，旁栏的“相关信息”里，提供了与哺乳动物红细胞有关的资料，拓展学生的知识面，增加学生对哺乳动物红细胞的了解。
细胞是看不见、摸不着的，学生常常感觉细胞的学习距离自己的生活很远，对细胞的学习兴趣不大。
为了加强学习内容与社会生活的联系，在“细胞膜的成分”这一内容中，安排了“与生活的联系”，介绍癌症检查报告单上的一些检测项目与细胞膜成分的关系，并附以真实的检验报告单，以拉近课堂学习与现实生活的距离。
细胞膜作为细胞系统的边界，其功能是多种多样的。
作为课程标准中“简述”要求的内容，高中教科书没有必要把这些功能都一一罗列出来。
从高中学生的知识基础和接受能力来说，学生也不可能理解细胞膜的所有功能。
因此，教科书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。
细胞间的信息交流是十分复杂的，但是它在保持多细胞生物体内部的协调一致方面起着非常重要的作用。
因此，虽然在理解上有一定难度，“进行细胞间的信息交流”作为细胞膜不可或缺的一项重要生理功能，还是应该让学生了解。
教科书采取的是举例说明、图文结合的形式，帮助学生理解细胞间的信息交流是怎样实现的。
植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁。
在介绍了细胞膜之后，教科书还提到了细胞壁的化学组成和生理功能。
细胞膜——系统的边界教案
山东临沭二中武秀云
教师活动
学生活动
教学意图
指导学生阅读章首语，了解细胞是一个统一的整体。
问题探讨：
指导学生看图，思考，讨论两个讨论题。
（答案见教学用书）
引入新课：
任何系统都有边界，细胞的边界就是细胞膜。
这一节我们就来学习细胞膜。
学习目标：
1.简述细胞膜的成分。
2.体验制备细胞膜的方法，领悟科学研究方法，获取相关的操作技能。
3.认同生物的细胞生活中物质、结构、功能相互统一的辩证观。
一、实验──体验制备细胞膜的方法
阅读实验的一、二、三自然段，思考学案中的学习探究1。
师生总结：
选材遵循的原则：
①无细胞壁
②无细胞核
③无众多的细胞器
让学生了解实验的目的要求，实验的材料用具。
请学生仔细阅读实验的方法步骤，完成学案中的学习探究2。
师生共同总结：
实验过程中的注意事项在：
①红细胞要用生理盐水稀释。
②注意盖盖玻片的方法，防止出现气泡。
③用吸水纸吸引时，注意不要把细胞吸跑。
④上述操作均在载物台上进行。
⑤实验中持续观察细胞的变化。
适当讲离心的方法。
（结合课本44页分离细胞器的方法）
巩固练习：
课后练习题1
二、细胞膜的成分
指导学生阅读课本细胞膜的成分部分，总结细胞膜的成分。
师生共同总结细胞膜结构。
指导学生思考并完成学案──学习探究4
总结：
蛋白质和细胞膜的关系──蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
巩固练习：
课后题2
师生共同总结本节内容。
自我测评（略）
阅读，理解，得出结论：
细胞，最基本的生命系统，其各个组分间结构和功能密切联系，形成统一的整体。
思考，小组讨论，获取答案。
回答问题。
阅读学习目标，了解本节的学习内容。
思考，讨论，获取答案。
阅读课本41页相关信息，了解红细胞的有关内容。
看课本，了解。
识记实验的步骤，思考并小组讨论相关的问题。
回答问题。
看课本图，了解红细胞的变化现象。
认真听讲，了解这种生物学上常用的方法。
独立完成。
阅读课本，总结知识。
思考讨论，回答问题。
深入理解。
快速完成。
独立完成。
让学生了解细胞是一个统一的整体。
充分调动学生的学习积极性。
了解学习内容，为后面的学习指明目标。
引导学生讨论，归纳获取知识
知识拓展
引导学生进行知识的总结和合作探究。
师生共同总结，加深对知识的掌握。
便于学生顺利完成实验。
及时巩固新知。
让学生自主学习。
创设问题情景，引导学生合作探究。
总结新知，为下一节学习细胞膜的功能打下附笔。
了解学生知识掌握情况，及时调整教学。
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