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視頻標簽：細胞膜,系統的邊界
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版必修1分子與細胞第3章細胞的基本結構第1節細胞膜──系統的邊界-魏
教學設計、課堂實錄及教案：人教版必修1分子與細胞第3章細胞的基本結構第1節細胞膜──系統的邊界-魏倩
細胞膜──系統的邊界 教學設計
一、設計思路
“學起于思，思源于疑”強烈的釋疑欲望是學生積極思考的內在動力，由存疑到釋疑的過程，就是學生把新舊知識聯系起來進行深入思考、探究、綜合推理，運用已有的知識去獲得新知識的過程。這對增進學生的智力、激發學生的潛能、培養學生的創造力所起的作用，不是教師的分析、講解所能代替的。
本著“學起于思，思源于疑”，課題從新課程理念出發，創設情境，以疑激趣，理論聯系生活實際，以生活常識入手，溫故而知新，引導學生在已有知識背景下主動建構新知識，讓學生認同細胞膜是系統的邊界。為了讓學生有切實的情感體驗，我們給學生提供實驗素材，讓學生親自體驗細胞膜的制備過程。實驗前引導學生進行正確選材，規范實驗操作。當學生用顯微鏡觀察細胞吸水漲破實驗后，激發學生學習興趣，再設置一系列的科學材料引導學生分析得出細胞膜的成分。細胞膜功能部分，注重與現實生活的聯系，引導學生利用類比的方法解決問題，讓學生注意理解生物科學與技術和社會之間的相互作用，重視理論聯系實際，并進一步落實情感、態度、價值觀的教育。 二、教學分析 1． 教材分析
本節課為新教材第一模塊《分子與細胞》部分的第三章《細胞的基本結構》的第1節,是細胞結構的最外層,在教材中處于基礎地位,是細胞結構不可分割的一部分,它與第四章第2節《生物膜的流動鑲嵌模型》有著直接的聯系,起到了承上啟下的作用。新教材中只講了細胞膜的成分和功能，而原教材講細胞膜的成分、結構和功能。新教材著重實驗和生活事例，從“體驗制備細胞膜的方法”實驗中鍛煉學生的動手操作能力和獨立思考能力，培養學生的科學意識。“與生活的聯系”使課本知識與日常生活聯系起來,樹立科學與生活之間的聯系。 2．學情分析
基于必修1前兩章的學習和初中相關的知識基礎，學生已知道細胞的基本結構、組成細胞的成分和各成分的功能、細胞成分鑒定的一般方法。學生喜歡做實驗，本著對實驗的好奇，可以很好激發學生的求知欲和學習積極性，為本節的學習奠定了基礎。 3．教學重難點
1．教學重點（1）細胞膜的成分和功能。
（2）細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。 2．教學難點
（1）體驗用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。
（2）認同細胞膜對于細胞這個生命系統的重要意義。 三、教學目標 1．知識目標
簡述細胞膜的成分和功能。 2．能力目標
初步嘗試用哺乳動物紅細胞制備細胞膜。 3．情感態度價值觀
(1)認同細胞膜作為系統的邊界，對于細胞這個生命系統的重要意義。
(2) 通過實驗教學，培養學生相互協作的合作精神和嚴謹治學的科學態度。 四、教學策略與手段
策略模式：問題式探究的策略模式，即“問題引導式”教學和學生“探究性”學習相結合的討論型教學模式。以問題為紐帶，使學生基于問題解決來建構知識、發展智力、提高能力。引導學生從已知到未知，由舊知引新知，在探究中，讓學生領悟科學精神，提高生物科學素
養，培養學生的科學思維能力，為進一步組織學生探究性實驗活動奠定基礎。
手段：通過復習、提示、蘊涵、鋪墊等方式，溫故知新引入課題。課題應用多媒體輔助教學工具，采用實驗法、討論法、問題教學法、探究教學法、講授法、練習法等多種教學方法，突出教學重點，突破教學難點。內容第一部分，以實驗為載體，在教師引導下，學生體驗制備細胞膜的方法。課題第二部分，以科學資料為載體，以問題為紐帶，積極引導學生討論探究，獲得與科學家們結論相似的結果，得出有關細胞膜的成分和功能的初步結論。最后通過聚合思維歸納，總結生物膜概念圖。 五、教學過程 教學 內容 教師的組織和引導
學生活動
教學設計意圖
復習導入課題
通過前面的學習，我們已經了解了元素，以及由元素構成的化合物，例如蛋白質、糖類、脂質、核酸等。這些化合物不能獨立表現出生命活動，這些化合物必須有機結合在細胞這一基本生命系統中，形成一定的細胞結構，才能體現出生命現象。
設問：任何系統都有邊界。細胞作為一個完整的系統，它是有邊界的。就像中國與其它國家分隔開的邊界是？ 【屏幕顯示】中國地圖
設問：人體與外界分隔開的邊界是？ 【屏幕顯示】人體皮膚與外界
設問：那么細胞作為最基本的生命系統，它與外界的邊界是？
【屏幕顯示】真核生物細胞基本結構圖片
學生通過識圖和常識很快能準確齊答出：國界線、皮膚、細胞膜
復習第二章，溫故知新，引入本章
圖片吸引學生的注意力，通過復習、提示、蘊涵、鋪墊、等方式，讓學生認同細胞膜是系統的邊界，引出課題
內容 探究
（一）實驗：體驗制備細胞膜的方法
實驗選材及理由 非常好。今天我們就一起來研究一下最基本的生命系統細胞的邊界—細胞膜。
思考：要研究細胞膜，必須先獲得細胞膜。我們選取什么樣的材料來獲取細胞膜呢？ 教師引導學生分析選取實驗材料 【屏幕顯示】白細胞和紅細胞圖片
師（引導分析）很多動物細胞結構和白細胞相類似，在顯微鏡下都可以看到細胞核和復雜的細胞器，而哺乳動物成熟紅細胞卻是一個例外，它沒有細胞核和其他復雜細胞器。選擇什么細胞好？
思考：有了實驗材料后，我們采用什么樣的方法破壞細胞獲得細胞膜呢？
師生共同總結概括出吸水脹破的方法 【屏幕顯示】紅細胞吸水漲破
引導學生閱讀教材41頁的獲取細胞膜的“方法步驟”
師生共同總結實驗步驟 【屏幕顯示】分布圖示步驟
學生思考討論得出選取動物細胞
生：哺乳動物成熟紅細胞
學生在老師引導下進行討論得出不同答案：用鑷子剝下；設問引導學生
思考如何選材和分離材料的方法，鍛煉學生思維，讓學生體驗正確選材對科學研究的重要性，以及制備細胞膜的方法中蘊含的科學道理。
師生共同總結
實驗 方法
實驗步驟
實驗以及成果分析 教師巡回指導學生完成實驗
教師統計實驗成功人數，總結評價，鼓勵學生交流展示
【屏幕顯示】紅細胞吸水漲破圖
教師帶著學生一起觀察圖片，描述實驗現象：近水部分紅細胞凹陷消失，細胞提舉增大，細胞破裂，內容物流出。 （教師激勵實驗失敗的小組）
思考：漲破的細胞膜和其它物質混合在一起，我如何獲取較純的細胞膜呢？
師（根據學生回答，引導介紹離心的方法） 【屏幕顯示】離心機及其工作原理
用刀剪開；用吸管吸出細胞中物質；用清水漲破·····
學生閱讀教材41頁的“方法步驟”
學生按生物分組分工合作，動手實驗
學生描述現象，展示實驗結果
學生積極思考討論回答問題，并得出過濾蒸干等結論 實驗方案步驟，分布圖示實驗步驟，加深對知識的掌握，便于學生順利完成實驗
學生分小組完成實驗，體驗實驗帶來的成功感，同時訓練學生實驗操作能力。
通過表達交流，讓學生有所得，有學習的成就感。
內容 探究
（二）細胞膜的成分
師（過渡）科學家將這樣提純獲得的細胞膜進行進一步的研究分析，以此來鑒定細胞膜的化學成分和含量。我們一起來看一看科學家做了怎樣的實驗。請大家看資料分析一： 【屏幕顯示】資料分析1: ①1859年，歐文頓選用500多種化學物質對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發現凡是易溶于脂質的物質，容易穿過膜，反之，不易溶于脂質的物質，也不易穿過膜。
教師提示相似相溶原理，以問題串的方式引導學生分析資料 師：（過渡）細胞膜中除了脂質還有別的成分嗎？科學家并沒有停止他們探究的步伐。我們一起來看科學家又做了怎樣的實驗。 【屏幕顯示】資料分析2:科學家對細胞膜化學成分深層分析發現，細胞膜會被蛋白酶分解。
教師提示：蛋白酶是生物體內普遍存在的只對蛋白質分解起催化作用的物質。設問引導學生分析材料得出結論 師（講述）細胞膜中主要含有脂質和蛋白質，此外還含有少量的糖類。他們的含量分別是脂質（約50%）蛋白質（約40%）糖類（約2% -10%）。在組成細胞膜的脂質中，磷脂含量最多，是建構細胞膜結構的主要成分。蛋白質在細胞膜行使功能中期重要作用，功能
學生閱讀資料，思考、分析，在教師引導下得出：因為脂質能溶于細胞膜中的脂質，所以可以穿過細胞膜。所以細胞膜中含有脂質
學生閱讀資料，思考、分析，討論總結出結論：細胞膜中含有蛋白質。
重視生物學知識的學習，重視學習生物科學研究的過程，引導學生從中領會生物科學的方法。利用已有知識和經驗，訓練比較、分析得出細胞膜的成分。從而培養學生分析能力、概括能力、解決實際問題能力。
知識落到實處，理論聯系生活實際，學有所得，學有所用越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量就越多。如細胞癌變，膜上的蛋白質種類及含量發生變化，并可經醫學檢測出來。 【屏幕顯示】細胞膜成分及含量
師生總結、學生落實筆記，落腳到課本知識點勾畫
內容 探究
（三）細胞膜的功能
1.將細胞與外界環境分隔開
師（過渡）其實有關細胞膜，同學們是經�？匆姷�!特別是我們上生物課的時候。(說完后拿起課本指一下書本封面的細胞膜結構圖，介紹結構圖上細胞膜的成分，引導過渡到細胞膜的功能)
【屏幕顯示】資料分析3：科學家用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質注入變形蟲體內,伊紅很快擴散到整個細胞,卻不能逸出細胞。
思考：伊紅充滿細胞卻不能溢出細胞，說明了什么？ 師：（評價總結，類比推理細胞膜的的分隔功能）細胞膜將細胞與外界分隔開。在原始海洋還是一片混沌的時候，有了細胞膜這個邊界將細胞與動蕩不安的原始海洋分隔開，保障了內部環境的相對穩定，才使得原始生命的誕生成為可能。從而減小受到的各種外部干擾，才能正常的進行各種代謝活動。這就好比我們的學校的圍墻，班級的墻壁，如果沒有這些，喧囂的街道，隔壁班級的活動直接影響到我們班級同學的學習，那么，我們的學習不可能正常進行。
師：細胞膜作為細胞的邊界，它還具有什么樣的功能呢？我們一起通過一段動畫來了解一下：
【屏幕顯示】動物細胞控制物質進出動畫 師（提示陳述）這是一個動物細胞模式圖。橙黃色代表代謝廢物，紅色代表有用物質，綠色代表無用物質。
思考：請同學們識圖總結細胞膜控制物質進出的規律。 師：（及時肯定評價總結）細胞膜像海關或邊防檢查站，對進出細胞的物質進行嚴格的檢查，細胞需要的營養物質可以從外界進入，不需要的或者對細胞有害的物質“不容易”進入細胞，抗體、激素等物質在細胞內合成后，分泌到細胞外，細胞產生的廢物也要排到細胞外；但是細胞內的核酸等重要成分卻不會流失到細胞外。
學生閱讀資料，思考、分析，討論回答得出：細胞膜將細胞與外界環境分隔開。
觀察P42圖3-2并閱讀文字抓關鍵詞比較、分析、概括
學生觀察動畫，找尋規律得出：代謝廢物排出細胞，有用的物質進入細胞，無用的物質不能進入細胞。
引導學生展開想像，理解細胞膜功能，認同細胞膜對細胞這個生命系統的重要意義。樹立功能與結構相適應的生物學觀點。
學生積極參與課堂討論，通過表達交流，讓學生有所得，有學習的成就感。
將細胞膜的成分和功能與生活實際聯系，讓學生注意理解生物科學與技術和社會之間的相互作用，重視理論聯系實際。
2.控制物質進出 思考：為什么SARS病毒、HIV病毒又可以侵入人體細胞呢？
師（及時評價并總結）細胞膜的控制作用也是有限的，是相對的，環境中一些對細胞有害的物質有可能進入；有些病毒、細菌也能侵入細胞，使生物體患病。
思考：有人把細胞膜比作紗窗，這個比喻合理嗎？有沒什么不妥當之處？
師（總結）分析很有見地。首先比喻有其合理之處，兩者都可以控制一些物質的進出。但也有其不妥當之處，細胞膜對物質進出有主動選擇性，而紗窗沒有主動性，只是被動的起意機械阻隔的作用。
師（過渡講述）生物體作為一個繁忙有序的細胞社會，每個細胞都不是孤立存在的，與周圍的環境關系密切，不斷地與外界環境發生著物質和信息的交流。只有這樣，細胞才能聯合起來完成生命活動。而細胞之間的信息交流方式多種多樣。
【屏幕顯示】細胞識別過程（直接交流） 師（講述）能直接接觸的細胞，例如精子和卵細胞，可以通過膜表面的信號分子進行識別和結合，達到信息交流的目的。 【屏幕顯示】通道交流
師（講述）有的相鄰兩個細胞之間可以形成通道。例如高等植物細胞間通過胞間連絲相互連接形成通道，完成信息交流。
師（過渡）相距較遠的細胞怎么進行信息交流呢？
【屏幕顯示】激素分泌傳遞作用過程
教師引導學生識圖，找出在這個過程中，哪些物質分別模擬寄信人、信件、郵差、收信人？
師（總結陳述）為了保證信件準確送達。需要根據地址簽收，就相當于靶細胞通過膜上的受體識別接收信息。
通過剛才的學習，可以看到細胞膜的功能對于一個細胞的正常運作是必需的為了表彰細胞膜的突出貢獻，細胞王國寫了一首贊美詩給細胞膜，我們一起來看一下： 【屏幕顯示】是誰，隔開了原始海洋的動蕩； 是誰,為我日夜守邊防。 是誰,為我傳信報安康。 啊,偉大的細胞膜呀！
學生思考并得出結論：細胞膜的控制作用是相對的。
學生分小組討論交流回答、思考、回答、體會細胞膜的重要意義
學生觀察圖片，分小組討論交流回答出：寄信人是內分泌細胞，信件時內分泌細胞分泌的激素，郵差是血液，收信人是靶細胞。
學生對應打油詩，積極回答細胞膜的功能
這部分知識抽象難懂，又是難點， 引導學生識圖，培養學生靈活運用實驗得出所需新知識的能力。
通過表達交流，讓學生有所得，有學習的成就感。
打油詩總結概括細胞膜的功能，激發學生學習生物學的興趣
3.信息交流
沒有你,我會是何等模樣！
師(富有感情的朗讀，邊朗讀邊設問細胞膜的功能，總結強調)
師（總結啟示引導學生在課下查找資料，了解，總結細胞膜的其它功能） 【屏幕顯示】細胞壁圖片
（引導陳述）我們知道在植物細胞膜的外面還有一層細胞壁，它的成分主要是纖維素和果膠。能起到支持和保護的作用。細胞壁具有全透性，所有物質都可以穿過。
思考：細胞壁不具備細胞膜的哪個功能？ 師（評價總結）很好，因為細胞壁不能為細胞“傳信報安康”，所以說細胞壁不能認為是系統的邊界。細胞膜才是邊界。
學生思考并得出結論：控制物質進出
拓展視野，激發學生求知欲。進一步體會細胞膜的強大功能。
引導學生知道細胞壁的成分和功能，進一步體會細胞膜的重要意義
課堂 小結
師（總結）通過今天的學習，我們體驗了制備細胞膜的方法，跟隨科學家的足跡，了解了細胞的成分和功能。我們一起來通過概念圖的形式過總結，建構今天的知識網絡。 【屏幕顯示】概念圖
建構概念圖
師生共同總結構建知識體系，強化重點知識，加深對知識的掌握
七、教學反思
活動是新課程生物教學的一個重要側重點。對于剛剛接觸高一生物學的學生來說，主要就是在激發他們對生物學的興趣的同時，多讓他們主動參與養成他們進行探究活動的程序習慣。針對我的學生總體素質較高，思維活躍，課外知識豐富，可以很好地配合老師進行探究活動，并通過探究活動達到預期的教學效果。所以在課堂上我采用了教師“問題式”教學和學生“研究性”學習相結合的討論型教學模式。在整個學習過程中，學生是學習的真正主人，積極參與課堂，大膽交流，努力嘗試，主動得獲取知識，加深了對知識的領悟，從而準確而牢固的掌握知識，最大限度的提高能力。
反思整堂課，這一節課主要在以下幾方面做得較好：
（1）課前準備充分，給學生提供了顯微鏡、哺乳動物紅細胞稀釋液（兔血）
（2）課堂上教師精心設問，不斷啟發，調動了學生學習生物的積極性和求知欲，啟發學生自主思考，討論交流，探究解決問題，在教學活動中發揮了學生的主體作用。在學生漏掉某些重要的注意事項時把需要交代的問題及時補充交代清楚以確保實驗的準確性，體現新課程改革理念。
（3）課堂活躍，學生們在小組內相互配合，密切合作，積極思考、表達、動手，很好的完成了實驗，并且誠實反饋了本小組的實驗結果。
（4）注意課堂延伸。在最后細胞膜的功能上，形成開放性結尾，讓其對疑問進行思考和查資料，再一次激起學生繼續探究的熱情。不是課堂完了，課程就結尾，我們把知識延伸到課堂之外。
（5）課堂上關于細胞膜功能的打油詩在總結階段提出，起到了概括總結的作用。 （6）課堂總結部分的概念圖幫助學生構建知識網絡較好。
本堂課也有一些不足之處：比如在教學時間的安排上顯得過于倉促，導致實驗時間有限，導致最終部分同學未在規定時間內觀察到細胞膜的脹破過程；實驗材料有限，限制了學生的思維，應啟發其思考使用不同的材料來完成實驗，最終體驗得出制備細胞膜的最佳材料。
第三章 第1節 細胞膜——系統的邊界
班級 小組 姓名 評價
【學習目標】
1、簡述細胞膜的成分和功能。
2、體驗制備細胞膜的方法，領悟科學研究方法，獲取相關的操作技能。
3、認同細胞膜作為系統的邊界，對于細胞這個生命系統的重要意義。
【學習重點】:細胞膜的成分和功能
【學習難點】:細胞膜的功能
【預習案】
一、細胞膜的制備
1.實驗材料
(1)材料：人和其他哺乳動物 。
(2)原因：
2. 實驗原理
細胞內的物質具有一定的濃度。把細胞放入 中，細胞由于吸水而漲破，除去細胞內的其他物質，得到 。
二、細胞膜的成分
1 .細胞膜的成分是什么？
2．成分與功能的關系:功能越復雜的細胞膜， 的種類和數量越多。
三、細胞膜的功能
1．細胞膜具有那些功能？
2．那些物質可以進入細胞？那些物質可以排出細胞？細胞膜的控制作用是絕對的嗎？
3．進行細胞間的信息交流
(1)細胞分泌的 (如激素),隨血液到達全身各處,與靶細胞的細胞膜表面的受體結合。將信息傳遞給靶細胞。
(2)相鄰兩個細胞的細胞膜 ,信息從一個細胞傳遞給另一個細胞。
(3)相鄰兩個細胞之間形成 ,攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞。
四、植物細胞的細胞壁
1.植物細胞壁的成分是什么？
2.植物細胞壁的功能又是什么？
探究案
探究一:體驗制備細胞膜的方法,請將實驗過程補充完整
選材：
問題：選用哺乳動物成熟紅細胞而不選用植物細胞、鳥類(如雞)的成熟的紅細胞為實驗材
↓ 料的原因是什么?
制作裝片：用滴管吸取少量紅細胞稀釋液，滴在載玻片上，蓋上蓋玻片
↓
觀察：用顯微鏡觀察紅細胞的正常形態：
↓
滴清水：在蓋玻片的一側滴一滴蒸餾水
↓
觀察：持續觀察細胞的變化
↓
結果：
探究二：閱讀材料，思考細胞膜的主要成分：
材料一：科學家在實驗中發現：脂溶性物質能夠優先通過細胞膜，并且細胞膜能夠被溶解脂類物質的溶劑溶解。
材料二：人的消化液中含有許多能夠水解蛋白質的物質，稱為蛋白酶。用蛋白酶處理細胞膜，會使細胞膜分解。
你從以上的資料中得到什么結論?閱讀課本41面，歸納細胞膜的成分？其中起重要作用的是?
探究三:1.細胞膜的功能有哪些？
2.如何理解進行細胞間的信息交流，請用圖示具體說明
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（2）
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視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
