《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计

1、生物膜的流动镶嵌模型教学设计一教材分析生物膜的流动镶嵌模型是新课标人教版高中生物必修一第四章第二节内容。在此之 前的第一章和第二章介绍了构成生物体的化学元素和各种化合物，将生命的物质基础呈现给 了学生。第三章开始，学生开始接触生命的结构基础一一细胞，从细胞水平了解生物体，为 后面新陈代谢等内容奠定基础。本节内容是系统理解细胞结构与功能的第一步，起着承上启 下的作用。要学好本节内容，必须让学生建立起“结构与功能相适应”这一最基本的生物学 观点，并初步学会运用这一观点进行科学推理。同时，本节内容还蕴含有较丰富的科学史料, 利用这些材料还能较好地对学生进行科学方法教育，使学生初步学习科学实验研究的思

2、路和 方法。二教学目标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，通过制作模型，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。三教学重点和难点教

3、学重点：流动镶嵌模型的基本内容。教学难点：探讨在建立生物膜结构模型过程中如何体现“结构与功能相适应”的观点；四教具准备多媒体课件，导学案五教学策略本节内容利用科学史料还原科学探究过程，引导学生进行探究性学习，将建构主义理论 运用到生物学教学中，把以教师为中心转变为以学生为中心，使学生能充分体验研究性学习 的过程，领悟项目学习的基本方法。因此，本节内容的教学将生物膜的结构探究过程分为三 个项目来完成，即：探究生物膜中的磷脂；探究细生物中的蛋白质；探究磷脂和蛋白质的组 合方式及特点。五教学过程1创设情景，导入主题多媒体展示白细胞吞噬病菌的过程，教师设问：白细胞吞噬病菌的过程与细胞的什么结 构有关系

4、？经学生分析后，教师引导出这与细胞膜的结构有关。教师继续设问：细胞膜的结 构到底是怎样的呢？引入课题。从白细胞吞噬病菌的例子引入课题，体现了“注重与现实生活相联系”的新课程理念， 同时也让学生初步建立“结构与功能相适应”这一基本观点。2进行项目活动，探究生物膜的结构（1）项目活动一：探究生物膜的成分一一脂质和蛋白质教师活动学生活动设计意图【展示资料一】1895 年，E.Overton 选用 500 多种 化学物质对植物细胞膜的通透性进行 上万次的研究。发现：凡是可溶于脂质 的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿 过细胞膜。【提出问题】根据E.Overton所观察到的实验现 象，你们能得出什么结论？

5、【说明】生物膜中含有脂质，后来确定为磷 脂。【思考】最初认识到细胞膜是脂质组成 的是通过对现象的推理分析，还是通过 对膜成分的提取和鉴定？【呈现科学史料】科学家在实验中发现细胞膜不但 会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白 酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。【提出问题】生物膜中还有什么成分？【小结】生物膜中还含有蛋白质。同时需说 明，后来的研究发现生物膜中还有少量 的糖类。因此生物膜的主要成分为磷脂 和蛋白质。阅读，理解。思考，回答：生 物膜中含有脂质。思考，回答：是通 过对现象的推理分 析阅读，理解。思考，分析，得出 结论：生物膜中还 含有蛋白质。让学生根据所 学的相似相溶原 理来分析和解决

6、问题，培养学生的 推理能力。培养学生演绎 推理能力和提出 问题，作出假设的 能力，体验科学研 究的一般过程。(2)项目活动二：探究生物膜中磷脂的排列方式教师活动学生活动设计意图【提出问题】磷脂在生物膜上是怎么排列的？【展示】教师展示磷脂分子的结构特点，指 出磷脂分子亲水性头部和疏水性尾部。【创设情境，提出问题】假设现有一烧杯，里面装有清水， 还有许多磷脂分子，思考和讨论磷脂分 子在空气-水界面和水中的可能的排列 方式。【点评】对学生所画的排列方式进行点评， 并由学生自己分析如此排列的原因。【设疑启发】正常情况下生物膜处于什么环 境？那么理论上说，生物膜中的磷脂如 何排列？教师指出，理论需要实验

7、的支 持。【呈现科学史料】1925年,E.Gorter 和 F.Grendel 用 丙酮抽提红细胞细胞膜中的脂类物质 在水面铺成单分子层，聚拢后测得的总 面积是红细胞总面积的2倍。【点评】实验结果支持了磷脂分子排列为 双层的结论。分组讨论，并动 手画出磷脂分子的 可能排列方式。分析自己所画的 排列方式是否正 确，原因是什么？分析，回答：生 物膜中磷脂构成双 分子层。而且是尾 对尾的排列。启发，过渡。培养学生的演 绎推理能力。启发，过渡通过经典实验 进行探究活动的 评价和验证，使学 生获得成功的体 验。(3)项目活动三：探究蛋白质分子的排列方式教师活动学生活动设计意图【提出疑问】那么蛋白质分子在

8、生物膜上又是如 何排列的？指导学生阅读教材相关内容。思考【呈现资料】阅读，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜观察，了解技术进步对清晰的暗-亮-暗的三层结构。大胆提出理解科学研究发展的作生物膜的模型：所有的生物膜都是由蛋用。白质-脂质-蛋白质的三层结构构成思考回答：蛋白的，是静态的统一结构。质排列在磷脂的两介绍电子显微镜工作原理：电子显 微镜是用电子束来照射被检验样品。由 于样品对电子有不同散射度，因蛋白质侧。电子密度咼，故显灰暗；因磷脂分子的 电子密度低，故显光亮。【提出问题】你认为蛋白质在磷脂双分子层上如 何排布？【呈现资料】科学史料：随着科学的发展，出现了 一种新技术：冰冻蚀刻(冰冻断裂)技术

9、标本用干冰等冰冻后，用冷刀断开， 升温后暴露断裂面。科学家利用这种 技术得到了生物膜的断面，并由此画出 了生物膜的断面示意图：【提出问题】假设是你，你认为蛋白质在磷脂双 分子层上如何排布？【小结】蛋白质分子或镶嵌于磷脂双分子 层，或贯穿整个磷脂双分子层。思考回答：蛋白 质不仅排列在磷脂 的两侧，有的还嵌 入磷脂双分子层 中。(4)项目活动四：探究生物膜的结构特性教师活动学生活动设计意图【提问】生物膜中的磷脂分子和蛋白质分 子都是静止的吗？【呈现】白细胞吞噬病困的动态过程科学史料：1970年，Frye和Edidin的人一鼠细胞融合实验：融合 后的细胞一半发红色荧光，另一半发 绿色荧光。将细胞放在

10、37C培养 40min后，两种颜色均匀分布在融合 后的生物膜表面。【说明】生物膜中的蛋白质是可以运动 的，并进一步说明磷脂分子也是可以 运动的。【小结】生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子都 是运动的。因此，生物膜的结构特点 是具有流动性。阅读，观看，分 析，得出结论：生 物膜是运动的。回到白细胞吞噬 病菌的例子，继续对 学生强化“结构与功 能相适应”的观点。 同时培养学生不能 一概地相信权威，要 大胆提出质疑，并用 严谨的实验来证明 实验结论。(5)项目活动五：总结流动镶嵌模型的主要内容教师活动学生活动设计意图【展示资料】1972年桑格和尼克森提出的流动 镶嵌模型。学生观察后，阅 读流动镶嵌模型培

11、养学生的总结 能力的主要内容。画出 细胞膜结构的简 图。(5)项目活动六：课堂小结教师活动学生活动设计意图教师引导思考生物膜的流动镶嵌 模型疋不疋就兀美无缺了 呢？在生物膜模型的建立和 完善过程中，你受到哪些 启示？分析生物膜模型的 建立过程中，结构和功能 相适应是如何体现的？回顾生物膜的探究历程学生思考回答使学生对生物膜 的探究历程形成一 个整体的认识。总结结构与功能相 适应的观点；人类对 自然的认识是永无 止境的六板书设计一生物膜的组成成分生物膜的流动镶崁模型脂质、蛋白质、糖类(少)生物膜的结构1.结构：磷脂双分子层蛋白质分子2结构特点：具有一定的流动性【教后反思】1 尽量为学生创造探究活动的机会，激发学习兴趣。 本节教学设计上主要突出科学史教 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、推理想象一提出假说一进一步验证完善一不断发展；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；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