3.1 细胞膜的结构和功能 教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦细胞膜的结构（流动镶嵌模型）与功能（分隔、控制物质进出、信息交流），通过国界类比及伊红实验导入，衔接“细胞的元素和化合物”前序知识，为“物质跨膜运输”等后续内容铺垫，以科学家探究实验为学习支架引导学生构建知识体系。 资料特色在于以科学史探究为主线，通过分析6个经典实验引导学生推导细胞膜成分与结构，培养科学思维；小组讨论结合生活实例（如皮肤屏障）理解功能，强化结构与功能观（生命观念）；教学环节层层递进，教师易操作，学生在建模与探究中提升空间想象及科学探究能力。

授课内容： 教师： 教材：人教版生物必修1 授课班级： 授课日期：20年月日 细胞膜的结构和功能教学设计 一、落实课程标准 （一）内容要求 本节课要实现的普通高中生物学课程标准是： 模块1 分子与细胞 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.2 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 1.2.1 概述细胞都由质膜包裹，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。 （二）学业要求 建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动。（生命观念、科学思维、科学探究） 二、教材分析 （一）本节课的地位和作用 本节课属于人教版高中必修一第三章第一节的内容，该内容为1课时。本节内容是细胞知识的重要组成部分，要求学生通过细胞膜的亚显微结构的学习，认识细胞膜的化学组成，理解细胞膜结构和功能相适应的关系，为进一步学习物质的跨膜运输打基础。是在对前面“细胞的元素和化合物”学习的基础上进行的学习，同时也为后面学习细胞的结构和功能、新陈代谢、物质出入细胞、物质代谢、生物膜系统等内容做铺垫。 （二）本节课的知识结构 该节我准备以细胞有界限为例，引入细胞膜的功能。通过科学家的层层探究及一个实验对细胞膜的组成成分及结构进行探索，最后介绍“流动镶嵌模型”。本节的知识结构如下图所示： 三、学情分析 高一学生具备了一定的观察，比较，分析，解决问题及表达的能力，但是很不完善。需要教师以动画图表等直观材料引导学生自主探究新知识，激发学生探究问题的兴趣。学生在前几节已经学习过“细胞的元素和化合物”等知识，也具有相应的化学知识，对细胞膜成分理解更容易。 四、教学目标 1．通过阅读及教师讲解，学生能简述细胞膜的成分和功能，解释细胞膜在维持细胞结构和功能中重要作用,简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。 2．通过分析科学家建立生物膜结构模型过程，学生尝试提出问题，大胆作出假设；充分发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。 3．通过本节课的学习，学生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。 五、教学重点与难点 1．重点 （1）细胞膜的化学组成和结构特点。 （2）细胞膜的功能。 2．难点 （1）流动镶嵌模型的基本内容。 （2）细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的。 六、教学方法 讲授法、合作讨论法、问题引导法、资料分析法 七、课前准备 教师：制作多媒体课件 学生：提前进行预习新课 八、教学过程 教学内容 教师行为 学生活动 设计意图     导入 1.提问：中国与其他国家是如何分隔开的？（国界） 2. 思考：科学家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,却不能逸出细胞。此实验说明了什么？（存在一种结构使细胞与环境分开） 3. 介绍细胞膜：细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。 1. 回答问题 2. 根据经验及个人想法回答 3. 学习新概念并记笔记 1. 激发学生学习兴趣 2. 引起学生思考，调整状态 3. 引出贯穿本节课的细胞结构 细胞膜的功能 小组讨论：你认为细胞膜有什么功能？ （请学生发言，让他们结合生活经验，解释细胞膜的功能，教师适时点评） ①将细胞与外界环境分隔开。 作为生命体要保证自身代谢顺利进行，一个相对独立的内部环境很重要，有了细胞膜这个边界，将细胞与外界环境分开。细胞内才能保持各种理化性质的相对稳定，才可能具备代谢的正常条件。这就好比我们的学校的围墙，班级的墙壁，如果没有这些，喧嚣的街道，隔壁班级的活动直接影响到我们班级同学的学习，那么，我们的学习不可能正常进行。 ②控制物质进出。 细胞膜对进出细胞的物质进行严格的检查，给需要的物质打开通道，而不需要或有害的物质拒之“门”外。这就好像皮肤是我们人体的边界一样，我们的皮肤可以阻止一些病毒、细菌等进入我们体内，细胞膜也应该有类似的功能。 设问：那细胞膜被破坏了呢？（活细胞的细胞膜能控制物质出入，死细胞的细胞膜不具备这个功能。） ③进行细胞间的信息交流。 在多细胞生物体内，各个细胞都不是单独存在的。它们必须保持功能的协调。这种协调不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。这种信息的交流大多与细胞膜的结构和功能有关。细胞与细胞之间通过信号分子进行交流、传递信息，维持机体正常。 小组学习讨论交流各自想法，跟随教师补充完善细胞膜具有的功能 在教师指导下思维更加严密，增强记忆                     过渡  通过刚才的学习，可以看到细胞膜的功能对于一个细胞的正常运作是必需的。人们对事物的认识是有一个过程的，科学家当年正是怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始了对生物膜结构的孜孜以求地探索，历经了一百多年时间，走过了一条曲折的道路，直到现在仍有许多科学家在继续深入研究。假想一下：如果你是当时的一位科学家，你会怎样去研究细胞膜的结构？         这是一个承上启下的问题，对接下来的实验内容提出自己的想法，了解当时科学家面对的困难和问题。         引出科学家探究实验的想法           对细胞膜的成分的探索 通过分析6个实验，依次得出得出细胞膜的组成成分中含有脂质，还含有蛋白质，细胞膜中的磷脂是双层的，所有生物膜都是由蛋白质－脂质－蛋白质组成的，细胞膜是能够流动的，直至“流动镶嵌模型”的提出。     学生在理解教师介绍的实验的同时，分析为什么科学家做这个实验，需要验证什么，还有什么不足之处。       锻炼学生的科学思维，用问题让学生进一步理解每一个实验的意图 流动镶嵌模型的基本内容 1.细胞膜以磷脂双分子层为基本支架，由它支持着许多蛋白质分子。这些蛋白质分成两类： 一类蛋白质分子排布在磷脂双分子层的外侧，即镶在膜的表面：另一类蛋白质分子，有的部分嵌插在磷脂双分子层中，有的贯穿在整个磷脂双分子层中。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的，而是流动的，于是让细胞膜具有流动性，细胞膜具有流动性是 细胞膜的一个特性。细胞膜的这种结构特点，对于它完成各种生理活动非常重要。 2. 在细胞膜的外面，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它在细胞生命活动中具有重要的功能。如，动物细胞表面的糖蛋白有细胞识别作用。 了解细胞膜上各物质的排列及作用 用图片有助于学生更好的理解流动镶嵌模型，克服教学难点 对细胞膜的结构的探索 1. 看44页的图细胞膜结构图，得出：脂质分子是构成细胞膜的主要成分，它构成细胞膜的磷脂双分子层，在磷脂双分子层上有着镶嵌在上面的蛋白质，而有的蛋白质上面又有糖分子，当蛋白质和糖分子结合在一起形成糖蛋白。所以得出细胞膜由磷脂双分子层、蛋白质、糖蛋白组成。但是组成细胞膜结构成分的含量不同，其中，磷脂占55~57%，蛋白质占约40%，糖类占2~10%。 2. 思考：植物细胞壁为什么不能作为植物细胞系统的边界呢？ 1. 根据所学的模型，理解细胞膜上物质占比的原因。 2. 通过问题理解细胞膜与 细胞壁在化学组分上的不同使它们在功能上有所差异。 1. 通过图片观察分析有助于学生更好的理解物质占比 2. 用问题让学生进行思维碰撞，锻炼学生对所学内容的灵活运用 小结及课后练习 1. 根据板书回顾本节课主要知识点 2. 做PPT和书上的习题 1. 回顾本节课所学知识 2. 运用本节课学到的知识解决问题 1. 回顾加强记忆 2. 善于用知识解决问题 9、 板书设计 第一节　细胞膜的结构和功能 一、细胞膜的功能 1、将细胞与外界环境分隔开（保护） 2、控制细胞的物质交换（选择透过） 3、进行细胞间的信息交流（识别） 二、流动镶嵌模型 结构特性：细胞膜具有流动性 1、磷脂双分子层为基本支架 2、蛋白质位于两侧或游离表面，或贯穿磷脂双分子层之中 3、外层由糖被包围 三、细胞膜成分 1、磷脂双分子层（50%） 2、蛋白质（40%） 3、糖蛋白（糖类2%--10%） 十、课后反思 本节课的设计遵循学生的认知规律，问题和活动层层递进，使学生能够理解和掌握，能够跟上教学进度。课堂上，为了体现学生是学习的主体，简单基础的内容需要由学生自己完成，教师引导学生构建出知识的主体、解决学生认知中的障碍。 在本节课的教学过程中，能否调动起学生的积极性，发挥学生的主观能动性是这节课成败的关键。在教学活动中，要使学生能够自主的进行探究学习，完成教学目标，引导学生像科学家那样进行问题探究，使整个教学过程充满探索的乐趣，需要教师事前做出充分、细致的准备工作，并根据课堂情况调整教学。 本节课所用的主要教学方法是“问题探究教学法”，把问题和知识点转化为探究性思考题，设计学生主体性探究过程，体现学生的主体性学习，把学生由知识的接受者转变为知识的探索者和研究者，使知识传授与能力培养相结合，学生在学习基础知识的同时也接受了科学方法和科学思维的训练。在教学中要努力体现生物的实践性和综合性，努力改善课堂教学整体的思考、知识与潜力、情感与态度、过程与方法。 课堂教学中问题和语言的设计还不够，可能不会充分挖掘课堂时间的效益，学生的讨论和思考也可能无法充分展开，这样就不能体现出学生的学习成果，暴露出学习中的问题。 高一学生的课前预习必不可少，高中知识内容较多繁杂，需要及时理解并改正前科学概念，但课业压力较初中增多，会存在部分学生有懈怠现象，要及时发现并改正课堂教学细节。着重培养学生的问题意识，本部分知识与日常生活比较接近，有很多问题值得思考，但目前我们学生的问题意识非常薄弱，学生课堂发现和提出问题的积极性变得越来越低，这种现象值得我们深思并在教师引领和鼓动下改正。 学科网（北京）股份有限公司 $