《细胞膜和细胞壁》的教学设计一、设计思路本节课是在建构主义学习理论指导下进行的教学设计。建构主义理论指出学习不是由班主任把知识简单地传递给中学生，而是中学生以已有的知识和经验为基础，进行知识同化与迎合的主动建构过程。建构主义觉得学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者去体会、去体验，而不是仅仅倾听班主任的介绍和讲解。本节课以细胞膜模型发觉史为主线，用问题为先导，引导中学生顺着科学的逻辑思维路线，对问题进行剖析、推测和探究，让中学生也像科学家一样亲身经历细胞膜的模型建立过程，体验了科学家探究之路，最终得到符合逻辑的推论。二、教学剖析1．教材剖析《细胞膜和细胞壁》是浙科版中学生物学选修1第二章的第二节，内容包括细胞膜的选择透性、质膜的结构模型和细胞壁三部份。这是在学习了第一章《细胞的分子组成》的基础上，通过功能与结构有关，建构质膜的流动镶嵌模型，认识细胞壁的组成和功能，也是旁边学习《物质出入细胞的方法》、《神经调节》、《特异性免疫反应》和《植物细胞工程》等内容的基础。由此可见，本节内容起着承上启下的作用，彰显了结构与功能相适应的生物学观点。
2．学情剖析在学习本节内容之前，中学生早已观察了细胞的多样性，了解了真核细胞有细胞膜、细胞质和细胞核三个部份，动物细胞内层还有细胞壁，晓得了组成细胞的物质有脂类、脂质、蛋白质和核苷酸等分子，这种先备知识为本节内容的学习奠定了基础，但对磷脂分子的结构和特点还缺少必要的物理知识，会对脂单层认知的产生带来障碍。另一方面小学生其实早已具备了一定的学习和认知能力，但受小学阶段对生物学内容背背为主的学习方式影响，对中学生物学的学习还刚才开始不久，对科学的探求过程以及推论的产生缺少正确的认识，有待提升和建立，对建构质膜的流动镶嵌模型也会带来一定困难。3．教学条件剖析（1）随着教育的现代化、信息化发展，班级多媒体已基本普及，为播放变形虫运动视频和PPT讲义创造了前提条件。（2）导出新课时须要提供的煮过、未煮过的小麦纵切籽粒若干颗、培养皿、红墨水、滴管、镊子等材料和用具既是常见的材料又是常用的生物实验用具，各级中学的生物实验室均能提供。（3）材料袋（外置彩色软磁片剪成的磷脂分子、蛋白质分子和固醇分子）、铁皮板须要班主任提早采购制做，彩色软磁片在天猫网上即可购得，铁皮板可以中学数学实验室联系得到解决。4．教学重点和难点教学重点：质膜的结构。
教学难点：质膜的流动镶嵌模型。三、教学目标知识目标：以小麦胚着色差别为例说明细胞膜具有选择透性；结合自行建构的细胞膜模型，概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容；结合质膜的流动镶嵌模型，能正确说出细胞膜各组成成份的生理作用；通过阅读教材相关内容，能正确说出动物细胞壁的组成成份和生理作用。能力目标：剖析磷脂分子在不同条件下的排列方法，提升运用和处理信息能力；通过一步一步的剖析科学家构建细胞膜流动镶嵌模型过程中的实验，提升中学生剖析实验结果、得出实验推论的能力。情感目标：通过学习科学家对细胞膜结构的探求历程中，明白科学发觉的过程是一个常年的过程，养成去伪存真的科学心态；认同技术进步对科学发展的推动作用，体验构建模型是解决问题的科学方式之一。四、教学方式与手段教学方式：讲授法与问题教学法相结合。教学手段：采用教案学案、PTT辅助和模型搭建相结合的手段。五、教学过程（共2课时，第一课时到膜的镶嵌结构为止）教学环节班主任组织与引导学生活动教学意图创设情景，引出细胞膜的选择透性功能提供浸胀未煮过和煮沸的马铃薯纵切籽粒，结合板图，直接告诉中学生胚的位置以及胚由活细胞构成的事实。引导中学生对浸胀和煮沸的小麦种子进行纵切面、并对切面进行红墨水染色，让中学生动手观察实验结果，并思索、分析结果。
动手操作、观察剖析现象，归纳推论。告知小麦种子结构的知识背景，为思索有关问题提供知识支撑。通过体验活的胚染不勾线而煮沸的胚染成黑色的事实，得出细胞膜具有选择透性的推论。培养观察和剖析实验结果的能力，为学习细胞膜的结构作伏笔。过渡细胞膜的选择透性功能与膜结构有关，细胞膜有着哪些样的结构与它的功能相适应？细胞膜的物理成份剖析投影展示:19世纪末，欧文顿曾用500多种物理物质对动物细胞的私密性进行上万过的实验，发觉细胞膜对不同物质的私密性不一样：但凡可以溶于脂类的物质，比不能溶于脂类的物质更容易步入细胞膜。提出问题：①你能从该实验结果中推论出哪些推论？②对于推理得出的推论，还有没有必要对膜的成份进行提取、分离和鉴定吗？投影展示：喂奶植物成熟红细胞细胞膜会被溶化脂类的物质溶化细胞膜化学成分 有何特点 如何排列，也会被蛋白酶分解的事实。提出问题：①从上述实验结果你又能推论出哪些推论？②在此实验中为何要选用红细胞膜来进行剖析？投影展示：喂奶植物红细胞细胞膜的组成成份：蛋白质约40%脂类约50%脂类2～10%思索，讨论、推理剖析、得出推论。提出问题，导致思索。引导中学生主动获取知识，归纳观点以及与别人交流的能力。构建“仅有推理剖析得出推论是不够严谨”的观点，为展示资料二打下伏笔。
通过资料剖析，得出细胞膜不但有脂类分子还有蛋白质分子的推论。让同事们感受到实验材料的选择优劣对一个实验是否还能成功有着密切的关系。得出细胞膜的主要成份是脂类分子和蛋白质分子的推论。磷脂分子的结构特征介绍投影展示：磷脂分子示意图，告知磷脂是细胞膜上主要的脂质分子。它是一种由甘油、脂肪酸和乙酸所组成的分子，乙酸是“头”部，具有亲水性，脂肪酸是“尾”部，具有亲脂性。并在黑板上黏贴用彩色软磁片剪成的磷脂分子，说明亲水背部和亲脂尾部。投影展示磷脂分子和空气-水界面单分子层示意图。请运用相关的物理知识，解释为何磷脂在空气—水界面上描画成单分子层？讨论剖析：高速回落成油水乳霜，面霜小滴中的磷脂分子怎样排列？感知磷脂分子的结构特点。运用磷脂分子的亲水颈部与亲脂尾部解释单层磷脂分子对油滴的稳定作用。借助分子模型和多媒体投影辅助手段，降低直观性，让中学生对磷脂分子的结构特点，为理解细胞膜的脂单层作好铺垫，有利于中学生对知识的理解。通过对油水乳霜中磷脂分子存在方式的讨论剖析，提高中学生的推理剖析能力。建立模型脂单层投影展示：1925年，两位法国科学家用乙醇抽提红细胞膜脂类，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积恰红细胞表面积的2倍。
提出问题：①你能推论出哪些推论？②细胞膜中的磷脂分子会排列成如何的两层呢？分小组用材料袋中的磷脂分子模型摆出脂单层。思索、推理剖析以及脂单层建立活动结合2倍面积的实验结果，联系细胞生活在水环境中的事实，细胞膜内是丝状细胞溶胶，让中学生亲自动手，建构形结婚水背部朝外、亲脂尾部向内的脂单层模型，提高推理和剖析能力。单位膜模型展示细胞膜电镜下的相片，显示暗-明-暗三层结构。提出问题：①对脂单层与蛋白质而言，电子束更容易通过哪类物质？你的根据是哪些？②推测科学家建立的“单位膜”模型是如何的呢？（若中学生对第一问仅是猜想，不知根据，班主任提供电子束对不同物质散射不同的资料链接。）展示单位膜模型的图片，归纳特性。思索与分析，推测单位膜模型中的脂单层和蛋白质分子的位置。根据实验结果，引导中学生自主建构蛋白质-脂单层-蛋白质的“单位膜”模型。展现“单位膜”模型中蛋白质均匀分布在脂单层两边的特性。镶嵌模型展示资料：根据单位膜模型，科学家经过估算觉得生物膜起码厚约15—20nm。但电镜相片中细胞膜化学成分 有何特点 如何排列，实际测得细胞膜的长度约为7.5nm；而且用蛋白酶处理细胞膜，不能将膜蛋白全部酯化。活动：按照已知的科学事实，通过小组合作，尝试提出一个生物膜的结构模型。
班主任事先向你们介绍材料袋（由彩色软磁片剪成的磷脂分子、蛋白质分子和固醇分子以及铁皮板），不仅刚刚用过的磷脂分子模型外，材料袋中的大小不等的黑色纸片表示蛋白质分子，红色小块表示固醇分子，要求各小组把相关分子摆放在铁皮板上建构细胞膜的镶嵌模型，做完后进行展示，并做说明。一种新的模型的构建须要以实验事实为基础。介绍冰冻刻蚀技术工作原理并投影模拟图片。冰冻刻蚀实验为新模型的确立提供了有力的证据。分组活动，建构生物膜的镶嵌模型。以组为单位展示成果，并做说明，同时要解答朋友提出的问题。根据新的实验结果和事实，激发认知冲突，提出解决问题的思路和方式，通过合作学习和模型建构活动，让中学生自主建构“镶嵌”模型。根据实验事实，巩固细胞膜是“镶嵌”模型的观点。过渡放映变形虫的变型运动视频。提问：你能够用细胞膜的“镶嵌”模型解释上述现象？观察、思考剖析从感性上认识细胞膜不是刚性结构，并产生认知冲突。细胞膜的流动镶嵌模型随着对细胞膜研究的深入，人们对细胞膜的认识越来越接近细胞膜的本身，时间到了1972年，一个全新的细胞膜的结构模型诞生了。投影流动镶嵌模型示意图，这个模型对单位膜模型作了修正和补充，清晰的呈现了膜上的蛋白质分子有三种位置：贯串、半插半露、全露。
挺好地解释了“镶嵌性”，这么“流动性”又反映在那里呢？展示鼠和人细胞融合实验的动漫。这个实验说明哪些？提问植物细胞吸水膨胀时，脂单层的长度变小。这个实验结果说明哪些？借助膜结构特征解释现象。通过学习科学家对细胞膜结构的探求历程中，明白科学发觉的过程是一个常年的过程；认同技术进步对科学发展的推动作用，体验构建模型是解决问题的科学方式之一。让中学生理解膜上的蛋白质分子是可以联通的，彰显结构与功能相适应的观点。使中学生理解膜上的磷脂分子也是可以联通的，因而得出细胞膜具有流动性的推论。小结质膜的流动镶嵌模型已为大多数人所接受。从模型上可以反映出：①细胞膜的主要组成成份？②细胞膜最基本的部份是哪些？③蛋白质分子在脂单层上怎么排布的？④细胞膜的结构特征和功能特征分别是哪些？结合教材中的图示，归纳、描述质膜的流动镶嵌模型的基本内容。中学生通过归纳、总结，主动获得结构模型的基本内容。细胞壁自学教材31-32页，回答以下问题：①联系细胞的发觉史，人类最早观察到的细胞结构是哪些？②哪些生物的细胞有细胞壁？③细胞壁主要由哪些物质组成？④细胞壁的功能是哪些？它与细胞的选择透性有何关系？中学生看书，对照问题整理观点？通过自学，从有关材料中获取有效信息的能力，彰显中学生学习的主体性。
产生植物细胞没有细胞壁、不同类型细胞的细胞壁成份不同，只有动物细胞的细胞壁以纤维素为主要成份，细胞壁具有支持细胞保护细胞的功能等观点。六、作业设计1.右图是细胞膜结构模式图，据图回答：……作业设计意图：设计第1题，主要考查识图能力和运用绘“概念图”将已有知识系统化、网络化。设计第2题，以细胞膜结构的科学发觉史为任务情景，引出相关问题。要求中学生将题目所给出的信息与课内所学的细胞膜结构的知识点结合上去，通过思索剖析，促使中学生对细胞膜结构要点的掌握和科学心态的养成。设计第3题，是为了与资料3对应，引导朋友们养成审题习惯，加深基础知识的理解，克服思维定势，提升应用能力。设计第4题，意在培养中学生的批判意识，鼓励中学生进行批判性思维，不局限于已有的观点和推论。