“細胞的結構與功能”單元教學（第4課時）
一、課標要求
1.內容要求
《普通中學生物學課程標準（2017年版）》對本單元的內容要求如下。
重要概念（1）細胞各部份結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動；
重要概念（2）各類細胞具有相像的基本結構，但在形態與功能上有所差別；
重要概念（3）物質通過被動運輸、主動運輸等方法進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動。
通過梳理概念間的層次關系細胞膜糖蛋白，可以發覺它們有如下的關系:
首先，重要概念1是在四個次位概念的基礎上產生的。四個次位概念分別對應系統的邊界、系統內的分工與合作、系統的控制中心以及系統間的相互聯系。
據悉，重要概念1支撐重要概念2和3的學習。同時，質膜具有選擇透過性和原核細胞、真核細胞的區別這兩個次位概念也幫助中學生產生重要概念2和重要概念3。
2.學業要求
通過本章的學習，中學生需達到如下要求：建構并使用細胞模型，闡述細胞各部份結構通過分工與合作，產生互相協調的有機整體，實現細胞水平的各項生命活動。（生命觀念、科學思維、科學探究）
二、教材剖析
本單元是人教版《普通中學生物學》必修一第三章細胞的基本結構，主要包括細胞膜、細胞質和細胞核等，但本單元從系統的角度著重彰顯細胞在結構核功能上的整體性，彰顯細胞各部份之間的分工與合作，協調與統一。
圖3單元內容結構
本章章首頁強調，細胞作為一個生命系統，才能高效有序進行生命活動。接出來各節從系統的視角對細胞的基本結構進行剖析和介紹。任何系統都有邊界，細胞也不例外，細胞的邊界就是細胞膜；系統的內部包括不同的組分，這種組分不是機械地疊加，而是相互聯系，構成既互相獨立又相互聯系的統一體，這一點在細胞器上表現尤為顯著；系統不同組分的分工與合作，須要系統具有調控機制，細胞系統的調控主要是由細胞核來施行的，細胞核是系統的控制中心。
本單元起到承前啟后的作用，前兩個單元的內容是本單元學習的基礎，又在本單元進一步推進：從系統的視角去理解細胞的結構特征。細胞中蛋白質、核酸、糖類、脂質等化合物都有著極其重要的作用，但這種分子機械混在一起時不能完成生命活動，只有當這種分子有序地結合在一起，形成細胞的各類結構，能夠發揮這種分子在生命中的作用。同時，后續內容如細胞代謝、增殖與分化、衰老與自噬等生命活動都離不開對細胞結構的理解，如細胞膜與物質的輸入和輸出，線粒體與細胞呼吸，內質網與光合作用，細胞核與細胞的生命歷程，本模塊后續內容都以對細胞結構的理解為基礎。
圖4本節內容結構
本節包含內容包括：細胞膜的功能、細胞膜成份探求歷程、細胞膜結構探求歷程、細胞膜的流動鑲嵌模型等基本內容。本節內容既是對細胞中的化合物具有具體化和結構化的作用，又對物質的輸入輸出作出了鋪墊，具有承上啟下的作用，內容的編排根據“功能—結構—功能”展開，有助于幫助中學生構建結構與功能相適應的觀點，同時呈現出探求過程中的“提出假說”這一科學研究法。
三、學情剖析
高中中學生在初一念書期已學習過細胞膜的結構與功能，細胞的生物膜系統等內容，對基礎知識如細胞膜的組成成份、結構與功能都有一定的認識（知識基礎），而且記憶后攝抑制影響，遺忘現象較為顯著（存在問題），需及時引導、幫助中學生及時鞏固；中學生通過中學生物學新課的學習，具有一定的科學史資料剖析、模型建構、圖文轉換能力，觀察和認知能力較強，剖析思維的連續性和邏輯性已初步構建（能力基礎），備考時可借助科學史策略和模型建構策略幫助中學生回顧科學發展歷程不斷構建細胞膜流動鑲嵌模型（解決方式）；高中9班課堂表現積極性不是很高，課堂上應當充分調動中學生的積極性，引導中學生不斷思索，彰顯中學生的主體性和班主任的主導性。
四、教學重難點
1.教學重點
細胞各部份的結構與其功能
2.教學難點
細胞各部份之間既有分工，又互相協調與配合，共同完成各項生命活動。
五、教學策略
科學史教學策略、模型建立教學策略、情境貫串教學策略、概念圖教學策略PBL教學策略、
六、單元教學設計
1、單元情景
2020年，世界衛生組織國際疾病研究機構（IARC）發布了2020年全球最新疾病數據，預測全球新增疾病人數共計1929千人。其中，甲狀腺癌新增人數達226萬，約占新發腫瘤病例的11.4%，成為「全球第一大腫瘤」。
2.單元核心任務
甲狀腺細胞是怎樣癌弄成為甲狀腺癌細胞的？嘗試根據細胞結構及其特點從各個層面提出醫治卵巢癌的可行方案。
2.單元任務與活動設計
3.單元教學目標
學習目標
（1）通過剖析真核細胞的三維結構模型、流動鑲嵌模型、細胞器模型，領悟模型與建模的思想，并從結構與功能的視角，揭示細胞內具有多個相對獨立的結構，但是這種結構共同肩負著物質運輸、合成與分解、能量轉換等生命活動，初步產生結構與功能觀、生命的系統觀。（生命觀念水平三、科學思維水平四）
（2）通過剖析科學史的精典實驗資料，體驗科學家探求細胞結構的歷程，運用詮釋與推理、歸納與概括等科學思維，剖析細胞作為基本的生命系統，在細胞核的調控下各部份結構之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動。（科學思維水平三、科學探究水平三）
（3）通過觀察電鏡相片和細胞結構模式圖，認識結構與功能的適應性；通過差速離心法、同位素標記等科學方式，關注技術進步對生物科學發展的重要作用。通過物質的穿透實驗、葉綠體和細胞質流動的觀察和實踐，養成勇于指責、勇于探求實踐的科學精神和心態。（科學思維水平三、科學探究水平三）
（4）通過脂類體抗生素的作用、克隆猴的“核質重組”、癌變細胞的核質變化以及人造細胞給社會生活帶來的影響等方面的交流、辨析與評價，做出理智解釋與判定，產生惠及人類的心態和價值觀。（社會責任水平四）
評價目標
（1）能以結構與功能觀舉例說明細胞各部份結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動。在新的問題情景中，能以結構與功能觀為指導，剖析生命現象。須要具備生命觀念的五級水平。
（2）運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模的方式詮釋細胞各部份的結構與功能，及其互相之間的聯系。須要具備科學思維的四級水平。
（3）能運用探究細胞核功能的思路制訂研究方案，按照細胞膜的結構模型及其特性，思索怎么解決抗生素在體內無法突破細胞膜屏障的問題，提出醫治卵巢癌的方案。須要具備科學探究的五級水平。
4.能對“克隆植物”等相關生物學社會議程進行理智判別。在給定的問題情景“人造細胞”中，認同在人類發展中，生物學的研究對社會的重要意義，并對該項研究進行科學評價。須要具備社會責任的四級水平。
七、課時教學設計
1.課時情景
卵巢癌成為全球第一大腫瘤。目前，放療是疾病診治的主要手段之一，診治過程中有較大的副作用，且醫治療效不佳，其主要誘因有兩點∶
（1）抗生素在體內無法突破細胞膜屏障;
（2）抗生素不能定向作用于癌細胞，對正常細胞也具有較大的殘害作用。
2.課時任務
按照細胞膜的結構模型及其特性，思索怎么解決抗生素在體內無法突破細胞膜屏障的問題，提出醫治疾病的方案。
3.課時教學目標
（1）通過對細胞膜的功能、組成和結構的自主梳理與備考，說明細胞膜結構的物質基礎，闡明細胞膜作為系統的邊界所具有的功能，產生結構與功能相適應的生命觀念（生命觀念水平三）。
（2）通過對細胞膜流動鑲嵌模型的備考細胞膜糖蛋白，探討流動鑲嵌模型的主要內容，培養模型與建模的科學思維方法，在具體、真實的情景中引導中學生運用所學知識解決問題，培養中學生獲取和處理信息、遷移與應用知識的能力（科學思維水平四）。
（3）通過備考細胞膜成份與結構的探求歷程，能依照給與給定的條件，運用恰當的原理、方法和技術設計實驗驗證，并認同科學理論的產生是一個科學精神、科學思維和技術手段結合下不斷修正與建立的過程（科學探究水平三）。
（4）通過對甲狀腺癌醫治和防治方案的制定，產生健康生活、關愛別人的人生心態，制訂并弘揚健康生活計劃。（社會責任水平四）
4.教學重難點
（1）重點：細胞膜的結構和功能
（2）難點：細胞膜的選擇透過性和流動性
5.課時教學策略
（1）科學史教學策略：按照自然科學的探求發覺歷史逐漸建立細胞膜的結構模型，感悟科學家們的研究方式、思考方法、推理過程。
（2）模型建立策略：對細胞膜原型的進行簡化和具象，直觀反映細胞膜的本質特點和內在規律。
（3）情景貫串策略：創設優效、真實的情景，激起中學生的問題意識、參與意識和合作意識，使中學生在情景中形成好奇、渴求、探究、協作、交流等學習欲望和活動，不斷地提出問題、探索剖析和解決問題，因而獲得對學科知識的真正理解。
（4）概念圖策略：通過按照所學知識建立概念圖，引導中學生知識內化、條理化。
（5）PBL策略：把學習放在真實的、有意義的問題情景中，通過讓中學生自主探究和協作交流，在解決問題的過程小學習問題背后的知識，產生問題解決的技能，并發展綜合能力。
6.教學設計思路
7.教學過程
教學環節
班主任行為
中學生活動
設計意圖
課時情景導出1min
【展示情景】乳腺癌成為全球第一大腫瘤。目前，放療是疾病診治的主要手段之一，診治過程中有較大的副作用，且醫治療效不佳，其主要誘因有兩點∶
（1）抗生素在體內無法突破細胞膜屏障；
（2）抗生素不能定向作用于癌細胞，對正常細胞也具有較大的殘害作用。
【提出問題】
Q1：為何抗生素無法透過細胞膜？
閱讀情景，剖析問題
1.細胞膜具有選擇透過性。
導出課時情景，引入課題引導中學生回顧知識的同時，貫串一直，豐富中學生情感體驗和推動中學生思維能力的發展。
細胞膜的功能10min
【布置任務】對于細胞而言，細胞膜發揮著如何的作用呢？回顧教材P40-P41，總結細胞膜的功能。
【展示典型例題】突破細胞間信息交流的3種形式；
理解細胞膜的選擇透過性及其應用
【問題解決】為什么抗生素無法透過細胞膜？
完成任務一
難點突破：完成練習，鞏固知識，理解細胞間的信息交流形式多樣，但依賴于細胞膜上或細胞內的受體或細胞膜連通產生的通道。
小組活動：剖析細胞膜選擇透過性的表現、方式和緣由。
【問題剖析】分析選擇透過性的實例：抗生素無法突破細胞膜，解決問題。
以問題為導向，引導中學生調用所學知識來解釋真實、有意義的情景問題，引起中學生深入思索與主動研究解決問題。
細胞膜的成份5min
【過渡】如何解決抗生素在體內無法突破細胞膜屏障的問題呢？
質膜的功能由它的成份和結構決定的。細胞膜的成份有什么呢？
【提供資料】乳腺細胞惡變后，細胞膜表面CA15-3（脂類抗體153）、CEA（癌胚抗體）等異常增多，而糖蛋白降低。
【展示典型例題】
突破細胞膜的功能復雜程度取決于膜蛋白的種類和數目。
【任務二】回顧教材P43正文第一段，說出細胞膜的組成成份。
剖析資料，得出推論：細胞膜的成份并不是一成不變的！
難點突破：完成練習，鞏固知識，理解細胞膜的功能復雜程度取決于細胞膜上蛋白質的種類和數目。
從實驗探究的視角引導中學生選擇科學的實驗方式來驗證細胞膜的成份，訓練思維的同時，達到對知識的深度理解。
講練結合，通過題目講解變式思索的方式來突破難點。
細胞膜的結構3min
【過渡】各種成份是怎樣構成細胞膜的呢?目前被大多數人所接受的是1972年辛格、尼科爾森提出的細胞膜的流動鑲嵌模型。
【展示圖片】
細胞膜的流動鑲嵌模型
教案講評突破脂類、蛋白質和脂類是怎樣構成細胞膜的結構的？流動鑲嵌模型的基本內容是哪些？
難點突破：按照磷脂分子的結構特征剖析，磷脂分子是如何排列產生磷脂雙分子層的
圖文轉換，借助所學知識解釋細胞膜的結構模型，鞏固知識的同時，提高中學生確切科學抒發的能力。
細胞膜成份和結構的探求歷程7min
【學案講評】根據中學生課前的教案快速回顧細胞膜成份和結構的探求歷程
【展示典型例題】
突破磷脂分子在水環境中可以自發排列產生磷脂雙分子層。
回顧細胞膜成份與結構的探求歷程，認同科學理論的產生是一個科學精神、科學思維和技術手段結合下不斷修正與建立的過程。
通過連線的形式快速回顧細胞膜成份和結構的科學史資料，感受實驗材料、科學方式與技術對于生物科學發展的重要性，認同科學理論的產生是一個科學精神、科學思維和技術手段結合下不斷修正與建立的過程。
問題解決：提出乳房癌的醫治方案8min
【布置任務】根據細胞膜的結構模型及其特性，思索怎么解決抗生素在體內無法突破細胞膜屏障的問題，提出醫治疾病的方案。
資料1：紫杉醇于1964年從羅漢松的樹根中提取，通過一系列實驗發覺其具有良好的抗肺癌活性。紫杉醇具有高度親脂性，不溶于水。
資料2：紫杉醇脂類體——力撲素?是全球惟一上市的紫杉醇脂類體劑型，自2003年就早已在中國獲準上市用于甲狀腺癌等疾病的診治。迄今為止，力撲素?相繼被寫入中國臨床癌癥學會（CSCO）的甲狀腺癌等多個手冊、共識。
問題解決：脂類體的應用
以中學生為中心，以問題為動力導向，通過創設真實情景，引導中學生以小組合作的方法解決問題。
1.應將紫杉醇包裹在脂類體的哪些位置？
2.怎樣使攜帶抗生素的脂類體定向作用于靶細胞呢？
基于中學生的實際水平，在回顧基礎知識的前提下，挑戰性地解決或回答一個有意義的真實的問題，提高中學生剖析問題解決問題的能力，提高社會責任感。
甲狀腺癌的防治3min
【布置任務】閱讀四則病例，思索可以從什么方面去防治胰腺癌的發生？
資料3：英國腫瘤商會：預抗癌癥的5大建議。
小組活動：剖析病例，思索可以從什么方面去防治甲狀腺癌的發生？
通過對甲狀腺癌防治方案的制定，產生健康生活、關愛別人的人生心態。
課堂小結1min
【總結】結合板書總結，細胞是基本的生命系統，邊界是細胞膜，概述細胞膜成份、結構和功能之間的關系，加強結構與功能觀。
從系統的角度著重彰顯細胞膜在結構功能上的整體性，進一步發展中學生的系統觀、結構與功能觀。
課堂小結
布置作業
1.課后鞏固，真題演習
2.設計實驗驗證細胞膜的選擇透過性，需寫出完整的實驗思路。
真題是由命題專家在命題角度、題量、題型、難度等方面都進行了充分考慮和悉心設計的最好的檢驗題目。
8.板書設計
資料搜集于網路