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1、细胞膜的结构和功能 一、教学理念1 科学探究是科学学习的核心，是学生为获取知识、领悟科学思想、领悟科学研究方法而进行的各种活动。2 建构主义学习论认为教学不仅是一个传授知识，也是一个传授生成学习，激发学生学会生成的过程。 3美国教育学家布鲁纳提出发现法教学，他指出：把一门科学教给一个人，不是要他把结果记在心头，确切的说，就是要教给他参与知识建立起来的这一过程。因此，我们在教学过程中注重学生科学思维的培养，让学生注重科学研究方法和探究过程，通过学生的积极探索，使他们利用已掌握的知识、技能、方法，进行组装，使之能够主动建构成为新的知识、技能、方法，甚至产生新的观念和发现。二、教材分析本节介绍了化学
2、物质如何有序排列构建成细胞膜，以及细胞膜结构和功能的相互联系，从而树立起生命的物质性和运动性观点。本节内容是学习植物水分代谢、矿质代谢、光合和呼吸作用以及动物新陈代谢和生物膜系统的基础，因此具有承前启后的知识地位。基于对教材的分析，我确立了如下教学目标。1教学目标1.1认知目标：理解细胞膜的分子结构 比较物质进出的方式。1.2技能目标：通过对细胞膜结构和功能的探究学习，培养学生判断、推理、分析、构建模型、交流归纳等技能。通过阅读和使用网络资源，学会信息的收集方法。1.3情感态度：通过分析细胞膜的结构，培养科学的思维方法，建立起生命的物质性观点。通过对科学历程的回顾，体验科学研究的过程，培养实事
3、求是的科学态度和坚韧的毅力。2重点难点2.1教学重点：细胞膜的分子结构 细胞膜的主要功能落实方案 1） 创建教学情境激发学生自主探究。 2） 主动发现知识联系，建构知识体系。2.2教学难点：细胞膜的结构功能特点突破策略 1）协作交流分析比较 2）问题引导逻辑思维三、教学方法指导探究教师作为“指导者”，设计一个可以让学生在其中自由探索和自主学习的场所，使学生利用各种信息资源来支持“探索学习”，最终完成知识建构。交流讨论引导学生交流讨论信息，形成完善的探究式学习方式。网络教学利用网络资源，培养学生查阅信息运用知识的能力。四、学情学案了解学生、分析学情、建立学习指导方案，可以引导学生学会学习、自主探
4、究、主动建构知识体系。学情分析知识能力：感性知识强，理性知识弱，善于学习结果而忽视知识构建的过程思维能力：思维敏捷，欠缺科学思维方法；聚合思维和发散思维有待提高；培养学生的创新思维是素质教育的落点和教学的顶点。心理特点：喜欢生动活泼的教学情景，排斥抽象的理论；喜欢主动探索，反对灌输记忆。设计学案教师作为学生建构意义的帮助者，应以“学生的学习”为中心设计学习方案。课堂探究：在学习过程中发挥学生的主动性；观察分析日常现象，建立科学的思维方式。实验推理：学会实验探究，利用所学的知识对信息资源进行判断，分析；归纳总结理论，完成知识构建。知识应用：学会交流合作，能根据自身的知识认识客观事物和解决实际问题
5、。五、教学过程根据建构主义“学习环境”的要求设计课堂教学。1.先行探索 感知课题2.主体探究 建构知识3.思维拓展 深度内化4.学以致用 链接社会5.1让学生进行生活实验探索：（录像）如何为大家准备一杯绿色的菠菜水呢？学生分组 A清水 菠菜 水不变 B沸水 菠菜 水变绿从日常生活切入提出问题，正常活细胞内的物质没有出来，而破坏细胞结构物质就会逸出，细胞一定有某种某种结构控制着物质的进出，我们已经知道植物细胞壁是全透性的，动物细胞没有细胞壁，科学家通过探针和电镜获知细胞膜是细胞内外的分界结构。细胞膜具有什么结构？为什么能控制物质出入细胞？激发学生的兴趣，培养学生观察生活、发现科学的敏锐能力。5.
6、2展示科学研究历程，激发学生探究膜分子结构的兴趣如果能亲眼看到化学分子如何构成细胞膜就太好了，但受到技术的限制，这么微观的结构不可能看到，所以对细胞膜的研究是通过生理功能推测分子结构的。使学生理解科学发现的一般方法，勇于大胆想像。展示有关细胞膜的研究成果：（文字）1895年，E.Overton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的研究。发现：凡是容易溶于脂肪的物质，也容易穿过膜；反之，不容易溶于脂肪的物质，也不容易穿过膜。1897年，Crijns和Hedin用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂类中的溶解度有关。1933年，Collander和Barland发现，细胞膜
7、会被蛋白酶（能专一的分解蛋白质的物质）分解科学研究的艰辛让学生的心灵有所震撼，同时也引发学生思考：这么大量的数据和科学事实说明了什么？从这些实验现象中得出什么结论？教师可以鼓励学生大胆猜想猜想：细胞膜是由脂类物质和蛋白质组成的。展示现代科学研究的结果：数据图 小资料：细胞膜化学成分含量表 成分百分比磷脂分子55-70蛋白质40糖类2-10从而验证同学们的假说。同时让学生分析得出结论：细胞膜的组成成分主要是磷脂分子和蛋白质分子。展示磷脂分子结构图，结合图教师介绍磷脂分子一端亲水，另一端疏水的特性。实现化学知识的迁移。在学生已有知识背景下，以小组为单位讨论画出磷脂分子和蛋白质分子组成的细胞膜模型。
8、此项活动完全让学生模拟科学家的思维方式和科学研究的方法进行模型构建，推测化学物质的排列方式，具有一定的挑战性，很能调动学生的探究积极性，活跃课堂气氛。（各式各样 1单层镶嵌 2单层磷脂和单层蛋白质分子垛叠 3二者均匀分布）（录像）首先对同学们的构想做出鼓励，然后提出两项实验成果供学生进一步思考分析：以血液中的红细胞为例，在红细胞膜内外两侧都有水存在。1925年，荷兰的两位科学家Cortor和F.Grendel用丙酮提取出人的红细胞膜上的磷脂，并将它在空气和水的界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积相当于两倍原来红细胞的表面积。 S.Jon.Singer和Carth Nicolson发现蛋
9、白质的分布呈不对称性排列。让学生依照当时科学家的思维对模型进行改装设计，得到磷脂成双分子层排列，其中蛋白质分子在磷脂双分子层中的分布情况是有的镶在表面，有的嵌在其中，也有的贯穿磷脂双分子层。学生对自己的推断是否正确充满了渴望，急切需要实验证据的支持。此时展示各种证据1）电镜照片（两道暗线是双层磷脂分子的亲水端，中间的明线是双层磷脂分子都朝向内侧的疏水端。证明磷脂双分子层） 2）冷冻蚀刻技术照片 （ 证明蛋白质的分布情况）3）1972年，S.J.Singer和G.Nicolson提出的被大家普遍接受的细胞膜模型。使学生将注意力放在通过探究建立知识的过程，品尝科学探究成功的乐趣和喜悦，活跃学习气氛
10、。紧接着创设下一问题情景，分析膜结构特点，使学生认识到科学研究的严谨性和前进性1970年，Frye和Edidin的人-鼠细胞融合实验 提出问题：“人鼠细胞发生融合的现象说明了什么？”回答：“说明蛋白质分子能够运动。”教师提问：“蛋白质分子能够运动，那么细胞膜的磷脂分子能否运动呢？如果磷脂分子不能运动蛋白质分子能运动吗？”通过教师层层递进的提问，使学生理清逻辑关系，思考自己模型的欠缺，学会否定，学会尊重科学事实，并提出进一步的猜想：物质分子的运动性。展示构成细胞膜的物质分子运动的动画（蛋白质分子的运动、磷脂分子侧向运动、磷脂分子旋转运动），学生通过观看动画进一步肯定自我并树立严谨求实的态度，同时
11、归纳出细胞膜的结构特点：具有一定的流动性（动画）。 在学生对知识聚合的同时，鼓励学生回顾旧知识寻找实际例子，完成知识巩固。（媒体展示流动性的实例：）受精作用 变形虫捕食 白细胞吞噬细菌（动画）提出问题：白细胞如何识别异己？让学生回归教材阅读认识糖被并展示1972年，S.J.Singer和G.Nicolson提出的细胞膜模型图片进行比较，认识到细胞膜上还有糖被存在。学生通过阅读课本上的小资料，可以讨论得出：糖被与细胞识别、免疫等有关。 提升学生信息收集能力。展示得出的有关细胞膜结构的科学结论。使学生梳理相关知识脉络。（图示）1. 细胞膜中的磷脂排列成双分子层。2. 细胞膜上有蛋白质的存在。3.
12、构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的，使膜具有流动性。4. 糖被与细胞识别有关。通过学生一步步的自主探究直至达到完整知识的构建，让学生潜移默化地受到了科学方法的训练、科学素养的培养。5.3.回顾观察探索实验 展示图片（菠菜水）问题 细胞内外的物质组成差别很大，细胞膜作为细胞的门户，如何控制物质的进出？让学生进一步整理思路，深刻理解科学实际上就是一个不断探索的过程，大胆质疑以及新方法的使用、不懈的努力会推动科学不断前进。教会学生阅读自学。阅读DIY阅读指南物质是通过哪两种方式进出细胞的？主动运输和自由扩散之间有何区别？阅读提示：阅读之前，可以将文章中的小标题作为关于物质进出细胞方式的
13、提纲。在阅读的同时，对每一个标题做一些注解。通过指导阅读可以使学生自己学会学习。为了使学生理解自由扩散，可以从生活实践出发，用生活知识帮助完成知识的巩固。利用活动喷洒空气清新剂（录像）理解分子的扩散运动。使学生迅速迁移物理知识并归纳自由扩散的特点：从高浓度到低浓度。为深化知识内涵，提出理性思维问题：一只单细胞生物被从纯水中转移到盐水中，细胞将会发生什么变化？为什么？动画：细胞皱缩，水分子数细胞内大于细胞外，水分子从细胞内扩散出来。以此作为桥梁再次用生活探索引出下一思考题目。图片（课前探索）：清水中的菠菜叶片 ？细胞中有许多物质浓度比外界高，为什么不会逸出？出示相关数据启发学生分析 1. 海带细
14、胞中I2 的浓度比海水中高200万倍；2. 细胞内的氨基酸含量是细胞外的十倍以上。大量数据的冲击，使学生必须思考有另外的运输方式存在，并合理分析推测：某些物质是逆浓度梯度运输的。（动画两幅同时出现）引导学生进行对比A 小球滚下斜坡 B小球推上斜坡 不消耗能量 消耗能量 自由扩散 主动运输为了对主动运输加以理解，出示实验进行分析红细胞吸收钾离子是主动运输，但是当细胞内供能正常而抑制某种蛋白质的活性时，K的转运停止。学生能分析出 主动运输需要运输工具 引导学生猜测：某些蛋白质是运输工具（展示动画k、na的运输）证实结论：主动运输的两个条件 载体和能量让学生用自己的语言描述主动运输方式的生物学意义：
15、保证活细胞按照生命代谢的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出代谢产生的废物和对细胞有害的物质。小结 图表比较比较项目自由扩散主动运输物质运输方向由高浓度流向低浓度由低浓度流 向高浓度是否消耗细胞能量否是是否需要载体否否是举例 O2；CO2；酒精；甘油；苯，H2O离子（K+;Na+；Cl-)葡萄糖；氨基酸不同植物吸收的元素的种类和比例不同 活的菠菜叶肉细胞中叶绿素不会逸出使学生能够进一步理解活细胞细胞膜的选择透过性。细胞膜的保护作用是一种生物保护。一旦细胞死亡此作用将消失。（1）细胞膜对细胞的保护有什么重要的生物学意义？（细胞内环境稳定，害物质被屏阻。保证新陈代谢的需求原料及时供应，产物及时排除。）
