3.1 细胞膜的结构和功能教学设计2026-2027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成分、结构及功能，通过脂质体结构图及问题串情境导入，以科学史资料和模型建构为支架，引导学生从成分探究逐步深入到结构分析，梳理知识脉络。 特色在于情境贴近生活激发兴趣，科学史贯穿培养科学思维，模型建构（如磷脂双分子层排列）提升探究实践能力，回扣导入解决问题强化生命观念。帮助学生形成结构与功能观，为教师提供可操作的探究式教学流程。

《细胞膜的结构和功能》(第二课时)教学设计 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境探疑导入新课 情境导入: 展示脂质体的结构图。 脂质体是由两层磷脂分子构成的人工膜,它包裹的药物可以通过与抗体的特异性结合,将药物运送到特定的细胞中,从而达到治疗疾病的目的。 提出问题: 1. 为什么两类药物包裹的位置各不相同? 2.脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用? 3. 该脂质体的研究应用依据了细胞膜哪些功能? 学生结合老师的讲解,认真观看结构图,思考问题串,并做出自己的回答。 贴近生活的导入 能够快速吸引学生的注意力,通过脂质体的特殊结构引导学生发现的问题,进而创 设 问 题 情境、设置疑问,调动学生学习的积极性,潜移默化地使学生感受结构与功能相适应的生物魅力。 合作探究获取新知 (一)探究一:细胞膜成分的探索 1.展示资料一,教师引导学生思考:细胞膜的主要成分? 进一步引导学生思考,结论的获得是依据对膜成分的提取和鉴定还是对实验现象的推理分析? 过渡:由于技术条件的限制,欧 阅读资料,得出:欧文顿依据对实验现 象的分析,探索出细胞膜是由脂质构成的。 沿着科学史的发展脉络,追溯着科学家的探索步伐, 带领学生探析细胞膜的成分,更有利于激发学生思维 。通过层层递进问题的分析,使学生明确科学发展对生物学探索的影响,在此过程中, 文顿无法对膜成分进行分析,直至 20 世纪初,科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞作为研究材料,才实现对细胞膜的提取。 2.展示资料二, 引导学生思考:如果你是科学家,你将选择哪种进行提取?为什么? 教师总结:研究表明,细胞膜脂质中磷脂的含量最多。 3.展示磷脂分子结构式、模型及示意图,启发学生观察并思考:磷脂分子的特点? 过渡:磷脂分子在细胞膜上如何排布? 4.展示资料三,朗缪尔设计的脂质单分子层技术。 模型建构: 请同学在黑板上利用准备好的“磷脂双分子 ”模型进行“水— —空气界面 ”磷脂分子的排列方式模型建构。 学生回答:选择哺乳动物成熟 的红 细胞作为实验材料,因为其没有细胞核膜和 细胞器膜的干扰,能够得到纯净的细胞膜。 学生观察图片并回答:通过观察分子式 发现磷脂分子各部分 的分子构成各不相同,根据各分子的属性及特点,归纳概括出:磷脂分子包括亲水的 头部和疏水的尾部两部分。 学生思考,结合材料内容及已有知识基础 回答问题。 培养学生的分析能力。 以问题串的形式,层层递进,通过首尾呼应的问题, 引导学生由现象深入本质,得出结论。 通过教具动态演示、观察磷脂 分 子 结 构式、模型及示意图等直观教学手段来增强学生的感性认识,攻克教学难点。 按照磷脂分子——单层磷脂分子排布方式——磷脂双分子层排布方式由浅入深、 由表及里、 由简单到复杂,深入浅出的引导学 生 发 现 问题、提出问题、解决问题,潜移默化的提高学 生 类 比 推理、归纳分析、模型建构的科学思维能力, 提出问题:磷脂分子在细胞膜上如何排布? 教师在旁边进行指导。 思考 2 :根据磷脂分子的特点,分析磷脂分子在水环境中的分布。 教师在旁边进行指导。 教 师启发是否还有 其他 可 能性?A 、B 两种情况在真实环境中是否都可行? 教师进一步引导:在细胞膜中磷脂分子如何排布? 教师解释:细胞膜外部存在的是以水为主的液体环境,细胞内部同样是以水为主的胞内环境,因此 B 方式更加科学。 过渡:通过推测大家得出了磷脂双分子层在细胞膜上的排列方式,事实是否真和推测的结果一直,我们继续探究! 组织学生以学生为单位,讨论交流。 学 生结合材料发散思维,尝试利用“磷脂分子模型 ”建构“水——空气界面 ”磷脂分子的排列方式,亲水的头部朝向水面,疏水的尾部朝向空气,并解释设计原因。 学 生进行模型建构并解释设计意图:磷脂分子的尾部疏水,会聚集在一起,隔绝外界环境中的水分子,而亲水的头部会靠在一起排列在 外侧 , 与水分子结合。 学 生结合所 学知识畅所欲言、各抒己见,产生认知冲突。大多数学生回答;B 方式是磷脂分子在 细胞 中的排布方式。 学生紧跟思路,独立思考、补充笔记。 逐渐形成生物学核心素养。 在进行模型建构的过程中,教 师 适 时 引导,为学生的学习搭建脚手架,帮助学生理清思路、梳理脉络,增强学 生 敢 于 展示、 乐于分享的 自信, 营造敏而好学的良好学习氛围。 知识总结、 归纳提升,帮助学 生 建 立 完整、 系统的知识框架,形成科学的生物学知识体系, 用科学家的探索历程为指引,消除学生的迷死概念,加深学生对知识的理解与掌握。 展示资料 4:荷兰科学家戈特和格伦德尔的实验结果,启发学生利用实验结果验证猜想的科学性与真实性。 展示资料 5,层层递进,启发学生思考: 如何证明细胞膜中有蛋白质? 展示资料 6 的实验数据,引导学生观察图表,分析数据。 提示:1.哪两类物质含量最多? 2. 除蛋白质和脂质外还还有什么物质? 3. 不同细胞膜中每类物质成分含量一样吗? 根据以上分析,阅读课本 P53,总结细胞膜的成分? 教师补充:其中脂质约占细胞膜总 质量的 50% , 蛋 白 质 约 占40%,糖类占 2%~ 10%。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。 学 生得 出细胞膜 中磷脂分子 必然排列 为连续的两层,验证猜测。 学生知识迁移,回答:由 于蛋 白质能与双缩脲试剂反应变为紫色。因此,猜想可以用双缩脲试剂检验 细胞膜中是否含有蛋白质。 学生通过对比分析,回答蛋白质和磷脂这两种物质含量最多;有的含有固醇,有的还含有糖类等其他物质;不同细胞膜 中每 类物质成分含量不一样。 学生自主阅读课本后,回答:细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。此外,还有少量的糖类。 引导学生按照独立思考——提出质疑——作出假设——解决疑问的顺序依次解决困境, 以学生为本,按照学生的思维逻辑和认知规律推进课堂教学 。通过 回 扣 科 学史,为学生的猜 想 提 供 证据,通过展示科学家的实验探究结果及表格数据汇总为学生搭建脚手架,启发学生验证假说 。充分利用论证式教学及思维课堂的优势,提高学生的课堂参与度及学习积极性,增强学生的生物学学习兴趣,培养学生敢于质疑、 勇于探索的科学思维能力,从而全面提高学生的生物 学 核 心 素养。 脉络辨析 过渡:我们已经探究出了细胞膜的主要成分,那这些成分是如何组成细胞膜的呢? (二)探究二:细胞膜结构的探索 展示资料 1 :罗伯特森模型。思考:暗——亮——暗分别对应细胞膜上的什么成分? 提示:电镜下的暗亮与电子密度有关,暗带电子穿透的少,明带电子穿透的多,研究发现蛋白质对电子的阻挡作用大,脂质相反。 学生回答:蛋白质——脂质——蛋白质 流动镶嵌模型的提出是复杂而 艰 巨 的 过程,并不是一蹴而就的, 罗伯 特 森 暗 — — 亮 — — 暗三明治模型的提出推动的细胞膜研究的发展与进步,但他同样存在错误,通过正确的引导与科学的解释,帮助 层层深入 教师总结:这一模型也被形象的描述为三明治模型。罗伯特森将细胞膜描述为静态的统一结构。 过渡:但 20 世纪 60 年代以后,人们对这一模型的异议增加了。不少科学家对于细胞膜是静态的观点提出质疑。 层层递进:该模型不能解释细胞的哪些功能? 展示具体案例:说明细胞膜不是静态的,而是动态的。 学 生结合所 学知识及生活经验,大胆猜测: 无法解释细胞的生长。如变形虫摄食、受精卵缢裂均存在 细胞膜的动态变化。 学生形成敢于质疑的批判性科学精神,提高科学思维能力 。 同时, 学习科学家们坚持不懈、矢志不渝的探索精神, 用孜孜以求的科学态度投身各项学习与研究。 展示资料 2:证明细胞膜具有一定的流动性,细胞膜是动态的,而这一特点也是细胞膜的结构特点。 展示资料 3 ,提问:还有哪些方式能够细胞膜具有流动性呢? 进一步提出“流动镶嵌 ”模型 引导学生自主阅读课本 P44-45流动镶嵌模型的概念及示意图,总结归纳细胞膜上磷脂双分子层的排列方式。 学生结合案例资料, 自主阅读课本 P43 相关内容 , 归 纳整理核 心 内容,完善知识框架。 师生共同总结:细胞膜主要是 由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是基 本骨架,其内部是磷脂分子的疏水断,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同 方式镶嵌在磷脂双分子层 中:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。 在教师的引导下, 明确流动镶嵌模型的概念,培养学生的分析能力和逻辑思维 。 引导学生 自主阅读课本相关内容进行归纳概括,通过绘制思维导图、概念图等多种形式帮助学生找寻适合自己的学习方式,将细碎的生物学知识系统化、体系化,搭建知识网络。 模型建构总结归纳 (三)探究三:流动镶嵌模型的基本内容 提供蛋白质、糖类分子的教具,请小组代表上黑板完善物理模型。 教师总结归纳。 学生利用所给材料,完善黑板上的模型,并结合课本内容加以解释。 由点及面, 由二维平面模型到三维立体模型,层层递进,引导学生逐步建构模型、 完善模型, 消除学生的畏难情绪,将 目标任务 分 为 小 目标,提高学生的成就感及成 组织学生在以小组为单位,完成磷脂双分子层模型建构。 教师点评,修正完善,并结合模型引导学生进一步归纳概括知识框架。 学生以小组为单位,根据所学知识,并充分发挥动手能力,完成模型制作 师生共同归纳概括,形成系统知识体系。 功率。 化 抽 象 为 具体,一方面,增强学生的动手操作能力,提高学生模型建构的科学思维能力 。另一方面, 以知识框架、 思维图谱的形式展现本节课所学重点内容,促进学生牢固掌握所学内容。 回扣导入情感升华 结合最新前沿进展,依次解答课前疑问。 情感升华:从对脂质体的研究发现,生物学对医学具有重要的研究与推动作用,科学的发展永无止境,随着时代的进步、科技发展,流动镶嵌模型也会被进一步的修正和补充。“万丈高楼平地起“,”作为祖国最年轻的力量,希望同学们努力学习生物学知识,为科学发展及人类进步贡献属于自己的一份力量。 学生梳理所学内容,积极回答课前疑问,形成活跃 、积极 的课 堂氛围。 融入生物学前沿进展,帮助学生树立科技自信、文化 自信, 引导学生利用所学知识为科技进步及生物学发展贡献属于 自 己的一份力量。 作业布置 1.按照自身学习情况,分层完成作业清单的相关练习题。 学 生及 时复 习所 学内容并完成相关练习,加深巩固所学知识,利用材料包 尝试制作磷脂双分子层的物理模型。 通过设计开放性作业,为学生今后更加深入的学习奠定基础,形成科学的结构与功能观。 2.利用乒乓球、棉棒、扭扭棒、卡纸、太空泥、牙签等材料尝试制作、完善细胞膜的流动镶嵌模型。 学科网(北京)股份有限公司 $