生物膜系统的单元教学设计
常州市第三中学 史佳丽
一、教学内容分析
生物膜系统,是由模块1“概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”提出,即细胞中的细胞膜、细胞器膜和核膜等结构共同构成,组成成分相似、结构和功能上紧密联系。通过对生物膜结构功能的再认识与整合,可以发现生物膜系统与“概念2 细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖”有关联,与选择性必修课程“稳态与调节”也有联系。
本单元教学是建立在生物膜系统的基础上,从细胞水平、亚细胞水平以及分子水平认识生命的本质,即生命活动的运行是物质、能量和信息变化的统一,是结构与功能的统一,细胞会经历生长、增殖、分化衰老凋亡等生命历程。再结合“稳态与调节”部分相关内容,进一步认识细胞是生命系统最基本的单位,相对独立更是整体的一部分,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动并保持稳态。生物膜系统的专题重组有助于学生科学自然观的形成。
二、学情分析
通过对细胞成分的复习,学生认识到了细胞是由水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等组成的多分子体系,学生初步形成生物的物质性的观念。“分子与细胞”、“遗传与进化”和“稳态与调节”,高三学生已经完成第一轮学习,基本掌握了物质有序组织而构成细胞的结构。
如何通过物质动态转变并伴随能量变化推动了生命活动,如何通过某些物质的转变和运行传递信息,并参与生命活动的调控和延续,对学生而言有了解却分散而琐碎。专题教学就是让学生借助生物膜系统的思维导图的建构,完成对相关知识的复习内化,以及对核心素养的培养。
三、教学目标
1、通过对生物膜流动镶嵌模型的科学史再认知,让学生基于生物学事实,运用归纳与概括和批判性思维等方法,阐释生物膜结构;
2、建构生物膜系统的组成,解释组成生物膜的分子是相关生命活动的物质基础,阐明细胞各结构通过分工与合作,形成协调的有机整体,达成“结构与功能观”的内化;
3、通过“物质跨膜运输”、“光合作用”和“呼吸作用”实例,说明物质和能量的变化依赖于生物膜的特性,达成“结构与功能观”的深化和“物质与能量观”的内化;
4、通过“稳态与调节”的3个实例,多细胞协作使机体保持稳态,从细胞层面和系统分析角度认识个体生命系统的稳态。
四、教学重难点分析
1、生物膜与物质运输、信息传递和能量转化有关;
2、生物膜提供了酶的附着位点;
3、生物膜将内在与外界区分开,既保持独立又彼此联系,完成细胞生命活动及个体生命活动的正常进行。
五、教学过程
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
创设情境 激发兴趣 | 吞噬细胞的胞吞胞吐 | 回顾与思考 | 实例展示细胞膜的结构特点和对应功能 |
一、细胞膜 1、细胞膜的结构 | 展示“流动镶嵌模型”建构的4个科学史典例: 1、欧文顿实验——探究了细胞膜的通透性实验; 2、荷兰Gorter(戈特)和Grendel(格伦德尔)脂质单分子层实验; 3、 罗伯特森——电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”静态统一结构; 4、人细胞和小鼠细胞融合实验。 | 资料分析: 1、磷脂的亲水性和疏水性; 2、1935年,英国学者丹尼莉和戴维森研究了细胞膜的张力; 3、蚀刻技术(图解); 4、糖类的研究资料(课后拓展)。 | 运用归纳与概括和批判性思维等方法,阐释生物膜结构 |
2、细胞膜的功能 | ①与外界分隔开 | 动物细胞的失水皱缩; 植物细胞的质壁分离(练习1) | 过渡 |
②控制物质进出 (自由扩散、协助扩散、主动运输和胞吞胞吐) 控制是相对的 | 物质进出细胞的方式(练习2); 细胞膜的控制是相对的,免疫调节(练习3)。
| 概括归纳物质进出细胞的方式及特点; 明确此类题的解题思路; 培养学生的信息获取能力。 | |
③细胞间的信息交流 (3种方式) | 方式1:习题训练: 体液调节,神经调节(练习4、5)。 方式2和方式3:识图训练: 精卵结合,抗原呈递;胞间连丝。 | 举例说明细胞作为整体的有机部分,通过信息交流,完成整体的稳态维持; 培养学生的信息获取能力。 | |
二、细胞器膜 1、间接联系 | 分泌蛋白的合成与运输 | 作图回顾; 习题训练(练习6) | 举例说明生物膜之间间接和直接的联系; 说明生物膜在结构上的相似性,功能上连续性; 培养学生的识图能力。 |
2、直接联系 | 内质网的分布 | 识图训练 | |
3、特殊生物膜 | 光反应 有氧呼吸第三阶段 | 视频资料; 识图训练; 习题训练(练习7、8) | 举例说明生物膜提供了酶、色素等特殊物质的附着位点; 认同“物质与功能观”。 |
三、核膜 | 核孔的选择性 核膜的消失与重建 | 习题训练(练习9、10) | 过渡; 显现内容的完整性。 |
四、小结 | 生物膜系统 的结构与功能 | 绘制思维导图 | 学习内容小结; 归纳与概括。 |