指向核心素养的教学设计 以“细胞膜——系统的边界”为例

教师活动

学生活动

环节一：创设真实情境，导入新课，引出细胞膜。

教师活动1

【视频导入】

[情境1]：展示2024年全国癌症数据统计，治疗过程中有较大的副作用，且治愈效果不佳，原因有哪些？

具体操作：

1.展示2024年癌症数据统计图，创设情境，激发思考。

2.剖析原因：药物不能定向作用于癌细胞，对正常细胞也具有较大的毒害作用；药物不能轻易进入人体细胞内。

3.利用情境，提问药物不能轻易进入癌细胞内原因，并导入本节课内容的学习。

学生活动1

学生通过观看2024统计数据，初步了解癌症发生情况。并能回答出化疗药物效果不佳的原因。同时回答出不能轻易进入细胞内是由于细胞膜的作用。

活动意图说明：提供新的或比较热门的真实情景材料，通过精心设计问题，来激发学生因知识陈旧而逐渐下降的学习兴趣，从而提高复习课的课堂效率。并且展示癌症发病的数据，使得学生直观感受癌症的严峻性，并引发思考。

环节二：问题驱动，引导学生回顾细胞膜的功能，激发学生的思考。

教师活动2

【提问1】细胞膜可以保障细胞内部环境的相对稳定，这与细胞膜什么功能有关？

【提问2】化疗药物很难进入癌细胞内，这与细胞膜什么功能有关？物质进出细胞的方式有哪些？据图判断哪些物质可以进出细胞？

【提问3】死细胞还具有控制物质进出细胞的功能吗？如何鉴定死细胞与活细胞呢？

【提问4】产生饿的感觉说明有信息传到了大脑皮层，这与细胞膜什么功能有关？交流的方式有哪些呢？追问：每种信息交流的方式，你能举一些常见的例子吗？进行细胞间信息交流时都需要受体参与吗？

学生活动2

学生根据具体例子回答：

1. 将细胞与外界环境分隔开；

2.控制物质进出细胞

3.进行细胞间的信息交流

活动意图说明：通过阅读课本培养学生的自主学习能力，以图片方式将师生的思考过程清晰地呈现出来，化抽象为直观，使学生对微观世界的变化有了直观的认识，同时，也起到了发展思维的作用。最后思考活细胞与死细胞的鉴定方式，培养学生学以致用的能力，初步培养学生的生命观。

环节三：整理科学探究史料，组织对细胞膜成分和成分的探究。

教师活动3

[情境2]：为了解决化疗存在的问题，研究人员研发出分子靶向药物。为什么脂质体接触癌细胞膜后就可将药物运送进去呢？引入对细胞膜成分的探究。

【提问】1.磷脂在空气-水界面如何分布？2.磷脂浸没在水中如何分布？3.能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在脂质体何处？

【模型一】：1959年，罗伯特森实验。提问：该模型有哪些不足？在我们的必修课本中有哪些实验可以反驳该模型呢？

【模型二】：随着技术的发展，可以对细胞膜进行更深入的研究。1972年辛格和尼科尔森利用冷冻蚀刻技术，即利用液氮将细胞冷冻成坚硬的固体，再用玻璃刀在细胞膜上刻出一个裂口，经染色并用电镜观察，最终提出了流动镶嵌模型

学生活动3

学生回答1.植物细胞质壁分离实验、动物细胞的吸水和失水、细胞的生长、人鼠荧光蛋白标记实验等；2.被标记的膜蛋白是可以运动的；3.延长；4.细胞膜具有一定的流动性。按照罗伯特森的假说进行模型构建，并对模型进行解释。

活动意图说明：

磷脂分子的结构和特性较难理解，展示磷脂分子结构的模型，介绍亲水头部、疏水尾部，再联系生活实际。例如，能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在脂质体的不同区域，从而使学生对磷脂分子的特性有一个较为具体且形象的认识。

环节四：流动镶嵌模型基本内容的探究。

教师活动4

【课堂活动】：小组合作完成以下问题。

1.图中A、B、C、D、E分别代表什么？

2.细胞膜的基本支架是什么？是否可以自由移动？

3.蛋白质在其中的分布有哪些？是否可以运动？

4.多糖链所在位置为细胞膜的哪一侧？多糖会与哪些分子结合？糖蛋白有什么功能？

5.细胞膜的结构特点和功能特点分别是什么？

【情境3】：靶向药物正是利用了与细胞膜有相似的成分所研发的，治疗效果好，但它也存在明显的局限性，即只能针对特定类型的癌症发挥作用。

2018年科学家研发的免疫疗法：通过激活人体自身的免疫细胞，让其去攻击和杀死癌细胞，达到治疗癌症的作用。

学生活动4

讨论总结流动镶嵌模型的结构要点。从“镶嵌”和“流动”两个角度，体会蛋白质在物质运输方面的重要作用，以及细胞膜的流动性对细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能的重要性。

活动意图说明：认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程；通过脂质体的应用，体会生物科学在医药开发、造福人类等领域的应用，从而树立科学造福社会的社会责任意识。