第2节生物膜的流动镶嵌模型市优质课

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第2节生物膜的流动镶嵌模型(市优质课)生物膜的流动镶嵌模型教学设计生物膜的流动镶嵌模型教学设计【教材分析】1、地位作用生物膜的流动镶嵌模型一节是人教版必修1分子与细胞第四章细胞的物质输入和输出之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。这3节内容的内在联系是：功能

2、结构功能，由此可见，这节的内容安排很巧妙在第四章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。2、本节主要内容：（1）科学家对细胞膜结构的探索历程。本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了两个思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善。 （2）生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力

3、，通过画图、想象等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。【学情分析】1、学生已经了解了细胞，知道了组成细胞的元素和化合物，掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。2、高中学生已具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，但往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。所以教师的思维导向就显得十分重要。本节课利用科学史实验资料，设计学生要探究的问题，让学生在问题引导下进行基于资料和问题的课堂探究活动，问题的设计层

4、层深入，按照学生的思维水平和能力达到一定深度，使学生顺利由感性认识向理性认识过渡。【教法分析】 根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素质为指导，以侧重科学方法教育为归宿。本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生模拟科学发现过程。与此同时要注重教师与学生之间以及学生和学生之间的互动,适时适度的引导学生,让学生自己去进行分析、讨论、归纳和总结。【教学目标】1知识与技能通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律。举例说明生物膜具有流动性特点。简述生物膜的流动镶嵌模型的

5、基本内容。2过程与方法通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。发挥空间想象力，通过画图和相应动画的帮助下，构建细胞膜的空间立体结构。3情感态度与价值观生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证。正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。【教学重点】流动镶嵌模型的基本内容。【教学难点】探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。【教学方法】讨论法、比较法、归纳法等【教具准备】多媒体课件、生物膜模型，多

6、媒体课件、制作生物膜模型的废旧物品（回形针、泡沫塑料等）【课时安排】1课时【教学设计思路】体验生物膜结构的探索历程问题探讨设问引入阐述流动镶嵌模型的基本内容【教学流程图】导入新课：分析课本P65页问题探讨：塑料袋、普通布和弹力布，让学生选择并解释原因对生物膜结构的探索历程学生总结归纳细胞膜成分和结构特性流动镶嵌模型基本内容发桑格和尼克森提出流动镶嵌模型【教学实施的程序】教师活动学生活动教学意图新课导入：课本P65问题探讨 :在制作真核细胞三维结构模型的活动中，选用塑料袋、普通布和弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更合适？分小组讨论回答： 三种材料的特性：塑料袋不具有通透性，普通布虽具有一定的通透

7、性但是不具有弹性，而弹力布不仅具有一定的弹性，还具有一定的通透性。点燃学生的好奇之火，激发学生对生物膜结构的强烈兴趣和渴望探索的动机。师生共识： 选择弹力布做细胞膜的材料，相对好一些。教师提问：为什么弹力布适于体现细胞膜的功能，能不能举出实例进行解释？举例：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界。细胞膜是选择透过性膜，能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过。植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们，细胞能够在一定范围内胀大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足前面提到的三项功能

8、的要求。教师讲述：当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。今天就让我们沿着科学家的脚步看看科学家是怎样一步步的揭开膜结构的神秘面纱的!一、生物膜结构的探索历程教师讲述：科学家是怎样开始对膜结构的研究的呢？阅读回答问题：PPT展示：实验一：19世纪末E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。提问1：欧文顿得出了什么结论?他是依据什么得出的？ 实验二：20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，提问2：根据所学知识分析，提取细胞膜的材料是什么？为什

9、么选择该材料？ 提问3：科学家通过实验得出了什么结论? 该结论是否支持欧文顿的发现？实验三：1917年美国科学家朗姆瓦提出磷脂分子的头部亲水，尾部疏水。提问4：磷脂分子的组成是怎样的？教师活动：介绍磷脂分子。活动一：请根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气水界面的分布模型。 （请1-2名学生将自己制作的模型放到实物展台供大家参考）活动二：请根据组织细胞生活的环境，构建磷脂分子在细胞膜中的排布模型。（请1-2名学生将自己制作的模型放到实物展台供大家参考）根据实验现象提出假说：磷脂分子在细胞膜中排列为两层提问5：提出假说后是否需要实验验证？ 实验四：1925年，两位荷兰科学家戈特（E.Gorter

10、）和格伦德尔（F.Grendel）用丙酮从人的红细胞中提取膜脂质，将提出的脂质在空气水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积恰为红细胞表面积的2倍。提问6：戈特和格伦德尔的实验得出了什么结论？学生阅读课本P65P67内容：小组讨论回答：1、膜是由脂质组成的。依据相似相溶原理。小组讨论回答：2、制备细胞膜的材料是哺乳动物成熟的红细胞，原因是该材料没有细胞膜和众多的细胞器。3、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。该结论支持欧文顿的发现。小组讨论回答：4、磷脂分子由一分子胆碱，一分子磷酸，一分子甘油组成头部，具有亲水性；两分子脂肪酸（一分子饱和脂肪酸，一分子不饱和脂肪酸）构成尾部，具有疏水性小组合作，

11、请1-2名学生将自己制作的模型放到实物展台供大家参考。磷脂分子头部靠近水面，尾部在空气中。小组合作，请1-2名学生将自己制作的模型放到实物展台供大家参考。细胞膜是由双层磷脂分子构成。亲水头部朝外，疏水尾部朝内。5、假说的提出要有实验和观察的依据，需要通过观察和实验进一步验证和完善。6、细胞中的脂质分子必然排列为连续的两层。沿着科学家的足迹，感同身受的体会发现过程。重温旧知，巩固新知。训练学生分析问题和解决问题的能力。学习模型建构的方法。培养学生合作探究能力，交流表达能力、动手操作能力。训练学生分析问题和解决问题的能力。训练学生分析问题和解决问题的能力。实验五：1959年，J.D.Roberts

12、en根据电镜下观察到的细胞膜暗亮暗的三层结构，提出单位膜结构模型。活动三：展开你的想像力，尝试构建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排布模型。 （请1-2名学生将自己制作的模型放到实物展台供大家参考）教师讲述：在静态的三层结构模型下，细胞膜的复制功能难以实现，对细胞生长、变形虫的变形运动等现象不好解释，因此对膜结构产生质疑。（PPT动画展示变形虫的变形运动）实验六：20世纪60年代，科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒实验七：1970年，弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面蛋白质分子，发红色荧光的染料标记人细胞表面蛋白质分子，将人鼠细胞融

13、合（动画展示）小组讨论回答：实验的现象是什么？ (在电镜下看到了细胞膜清晰的“暗亮暗”三层结构。)罗伯特森提出了什么假说？ (所有生物膜都是由“蛋白质脂质蛋白质”三层结构构成的静态统一结构。)讨论单位膜模型的局限性？ (把生物膜描述为静态的统一结构，解释不了膜的许多生理功能。)小组合作，请1-2名学生将自己制作的模型放到实物展台供大家参考学生观察并讨论回答：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒分布示意图。小组讨论回答：实验的现象是什么？ (实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶或嵌在脂质双分子层中的。)学生观察并讨论回答：观察：Flash演示小鼠细胞和

14、人细胞的融合过程。小组讨论回答：实验的现象是什么？ （两种颜色的荧光均匀分布。）实验结论是什么？ 细胞膜具有流动性（膜分子是运动的）。了解技术进步对科学研究发展的作用。培养学生合作探究能力，交流表达能力。了解技术进步对科学研究发展的作用。了解技术进步对科学研究发展的作用。师生共识：细胞膜的结构特性是具有一定的流动性。实验八：展示1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图。学生阅读课文，结合PPT展示的流动镶嵌模型示意图思考和总结：让学生进一步认同技术进步推动了假说的发展，并且假说不断被修正和完善。突出模型建构方法：实验、推理想象提出假说进一步验证完善不断发展。二、生物膜的流动镶嵌模型的内容

15、：flash演示：细胞膜的亚显微结构模型教师展示：细胞膜的流动镶嵌模型教师提问：细胞膜的组成成分？细胞膜的基本支架？蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？细胞膜的结构特点是什么，为什么细胞膜会有这样的特点？细胞膜外表面的特殊结构是什么，有什么作用？教师提供材料：制作生物膜模型的废旧物品（回形针、泡沫塑料等）教师引导学生小结：1、学生观察：2、通过观察回答问题：、脂质、蛋白质和糖类。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、蛋白质分子或镶或嵌，或贯穿于磷脂双分子层中，大多数蛋白质是可以运动的。、生物膜具有一定的流动性。组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的，所以使得细胞膜具有了流动性。、细胞膜外表

16、，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。具有保护、润滑、识别的作用2、学生分小组制作生物膜模型：3、每个学生小组派代表展示、讲解：学生回顾所学知识：19世纪末，欧文顿 : 膜由脂质组成20世纪初，科学家： 膜的主要成分是 脂质和蛋白质1925年，戈特和格伦德尔： 脂质分子排列为两层1959年，罗伯特森： 蛋白质-脂质-蛋白质 静态统一结构1970年，弗雷和埃迪登： 细胞膜具有流动性 1972年，桑格和尼克森： 流动镶嵌模型 流动镶嵌模型的内容：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层；磷脂分子具有流动性；蛋白质分子镶、嵌、贯穿于磷脂分子中；大多数蛋白质分子可以运动；蛋白质和多糖结合形

17、成的糖蛋白具有保护、润滑、识别的作用；细胞膜上还有由多糖和磷脂分子结合形成的糖脂。通过动画演示、提问强化生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容。通过学生动手制作模型强化生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容。总结结构与功能相适应的观点【板书设计】第2节生物膜的流动镶嵌模型一、生物膜结构的探索历程时间人物结论二、生物膜的流动镶嵌模型的内容：【教学反思】1、尽量为学生创造机会进行探究活动，激发学生学习兴趣。本节教学设计上主要突出科学史实教育，经过教师精心设计，将各位科学家实验的资料，再加工成一连串环环相扣的问题来引导学生探究，让学生身临其境，仿佛自己就是科学家在进行研究，从中学习模型建构方法：实验、推理想象提

18、出假说进一步验证完善不断发展；正确认识实验技术手段的进步在促进科学研究发展中的作用；总结科学发现的一般规律。2、保护学生的自尊心，培育学生创造的激情。教师必须设置好探究历程的梯度（如，补充磷脂分子结构与特性的知识），并且不能超出学生当前的认知结构和认知水平，并适时、恰当地给学生创新提供帮助，使其能享受成功喜悦，激发并能维持学生的创造热情。3、以活动促发现，促进学生知识建构体系的建立。本节既有资料探究，小组讨论学习的活动，又有通过多媒体课件、学生画图，模型制作等手段。让学生动脑、动口、动眼、动手，学生学习方式多样，落实新课程标准倡导自主、探究、合作学习的要求，有效实现三维目标，学生学得既灵活又实在。-