“生物膜流动镶嵌模型”一节的教学设计（李云华）

1、“生物膜流动镶嵌模型”一节的教学设计作 者：李云华单 位：江西省丰城拖船中学邮 编：331122“生物膜流动镶嵌模型”一节的教学设计李云华 江西省丰城拖船中学 331122一、教材分析 “生物膜流动镶嵌模型”一节是人教版必修1分子与细胞模块第四章第2节内容，第一节内容主要通过物质跨膜运输实例说明细胞膜是选择透过性膜。为什么具有选择透过性，这与膜结构有关，于是进入第二节内容。而第二节内容，又是解释第三节“物质跨膜运输的方式”的基础。这三节内容的内在联系是：现象结构功能。由此可见，本节“生物膜流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用，并体现了结构决定功能的生物学观点。“生物膜的流动镶嵌模型”主要

2、介绍了对生物膜结构的探索历程，目的是让学生在认识生物膜结构的同时，了解人类探究生物膜结构的过程和方法，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，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。二、教学三维目标1、知识目标简体生物膜流动镶嵌模型的基本内容 举例说明生物膜是有流动性的特点 通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发展的一般规律2、能力目标分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，并大胆作出假设。3、情感、态度和价值观探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用探讨建立生

3、物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的特点。培养合作与交流的意识、培养信心、培养实事求是的态度。建立民主的师生关系和营造求真求美的氛围。三、教学的重点和难点教学重点：体验对生物膜结构的探索历程，建构生物膜模型；生物膜的流动镶嵌模型的基本内容教学难点：在建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的特点。生物膜空间结构的构建和生物膜流动性的理解。四、教学策略课堂教学过程中注意设计巧妙的学习探究情境，给予丰富的资料信息、，组织指导和参与学生学习的过程。引导学生自主构建知识，真正培养学生自主性学习的品质，其操作流程为：收集与搜索 加工与研究 评价与体验（呈现科学史料）（组织探究活动）（评价探究形

4、成如运用知识发散创新）五、教学设计1、创设与现实生活相联系的教学情境，导入新课首先，联系前一节的教学内容，从物质跨膜运输的实例可以看出，生物膜是有选择透过性。然后创设教学情境：随着全球人口的不断增长以及远航运输的发展，人们希望将更多的海水（咸水）转化为可以饮用的淡水。展示海水淡化的图片，教师设疑，海水淡化处理技术为什么能将海水中过多的无机盐除去呢？根据海水淡化的工作原理解答问题。接着老师设问，生物膜为什么是有选择透过性呢？这与生物膜的结构是分不开的！生物膜的结构到底是怎样的呢？引出课题。从海水谈化技术引入新课，体现了“注重与现实生活相联系”的课程观念。从海水淡化的原理到生物膜的功能，从生物膜的

5、功能到生物膜结构的探索，体现“结构与功能相适应”的生物学观点。2、利用科学史料，引导学生进行探索性学习（1）探究细胞膜的成分磷脂分子及其排列方式师生互动内容设计意图一、收集与搜索 阅读：科学史料：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史容易穿过细胞膜。探究：依据E.Overton所观察到的实验现象，你们能得出什么结论？（细胞膜由脂质物质所组成）观察：教师说明磷脂分子是构成细胞膜的主要成分，并提供磷脂分子模式图。E.Overton实验作为探究活动的背景，激发探究欲望。根据研究结果和学生已有的知识得出

6、结论。培养了分析能力，感受了探究的乐趣二、加工与研究 素描：根据磷脂分子模式图及结构特点：要求学生尝试画出水一空气界面、水中二种情景的磷脂分子的排布方式。制作：利用构建细胞膜中的磷脂分子排布模型。（磷脂分子在细胞膜中呈双分子层排列）培养学生对知识的应用迁移能力，对信息的交流能力。让学生亲自动手构建磷脂分子排布模型，印象深刻。同时培养了动手能力，合作交流能力。三、评价与体验体验：呈现史料支持学生的结论：1925年，E.Overton和F.Grendel对血影的研究，他们用丙酮提取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。评价：构成膜的成分除了磷脂分子外，还有其

7、他成分吗？通过血影研究实验进行探究活动的评价和验证。使学生获得成功的体验。引导启发，过渡。（2）探究细胞膜的成分蛋白质分子师生互动内容设计意图一、收集与搜索阅读：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。阅读史料，分析现象，推测结论。二、加工与研究探究：根据实验现象，你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论？（推测膜中可能还含有蛋白质）提出并完善自己的观点。三、评价与体验 体验：“膜在组成成分上主要由磷脂和蛋白质分子构成”这一过程的探索。首先是根据实验现象和有关知识，进行严谨的推理和大胆的想象，提出假说。然后对假说是否成立

8、，又通过实验验证和完善。最终得出结论。领会科学探究的基本方法。为更高层次学习作铺垫。（3）探究生物膜的分子结构模型建立过程磷脂分子和蛋白质分子组合方式师生互动内容设计意图一、收集与搜索提出新的问题：膜中不仅含有脂质，而且含有蛋白质分子，那么这两种物质是如何组合在一起的呢？小组合作，模型架构：利用实验材料，要求学生架构蛋白质和磷脂分子的可能组合方式。 阅读科学史料：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，因蛋白质电子密度高，故显灰暗；因磷脂分子的电子密度低，故显光亮。观察图片：利用超薄切片技术在电镜下获得的清晰的细胞膜照片。培养发现新的问题的能力。小

9、组合作：动手建构。发展想象力。体验实验技术在科学发展的关键作用。二、加工与研究自主探究：电镜下的细胞膜呈现了暗一亮一暗三层结构，暗的代表什么物质呢？亮的又代表什么物质呢？那蛋白质分子和磷脂分子如何排布呢？与科学家结论对比：1959年Robersen的“单位膜”模型：细胞膜都是由“蛋白质一脂质蛋白质”的三层静态结构构成。并将单位膜模型与学生自已建构的模型相比较。提出进一步探究的问题：生物膜是不是真是“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构呢？寻找解决问题的方法或途径：呈现冰冻蚀刻技术工作原理并展示模拟图片。将冰冻蚀刻技术的模拟排布图与学生自已建构的模型相比较，找出异同。提出探究的问题：细胞膜是不是真是静态

10、结构？从现实生活中寻找证据，观看录像：变形虫的变形运动。从科学史料中寻找支持实验：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370C培养40min后，两种颜色均匀分布在融合后的细胞膜表面。修正完善：1972年S.J.Singer和G.Nicolson在总结前人研究成果的基础上，提出了“流动镶嵌模型”。要求学生讨论该模型的基本内容；总结建模的基本方法。培养会析问题的能力。并敢于提出个人观点。培养对信息的处理整合能力培养批判精神，培育新的思考点。体验实验技术在科学发展中的作用。发展信息整合能力。张显矛盾，促使新的思考。感受科学的

11、动态发展变化，感受科学与技术关系，渗透情感教育。体现结构与功能相适应的观点，归纳建模的基本方法三、评价与体验评价：流动镶嵌模型是不是完善无缺的？细胞膜中除了磷脂分子和蛋白质分子外，还有没有其他物质？评价：制作的细胞膜膜型有没有更好的设计方法和更合适的实验材料。体验科学工作的艰巨性。将课内探究延伸至课外探究，进一步培养学生的发散创新能力。3、应用概念图、列表比较等方法，进行总结内化应用概念图、列表比较等方法，总结归纳生物膜的研究历程和流动镶嵌模型的基本内容。这样的总结，不仅使学生形成了知识体系，而且使学生学会了总结归纳的基本方法。4、小组讨论（1）请你谈谈生物膜流动镶嵌模型的基本内容？生物膜在结构上有什么特点？（2）在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到什么启示？附：板书第2节 生物膜的流动镶嵌模型对生物膜结构的探索历程：19世纪末 膜是由脂质组成的20世纪末 膜的主要成分是脂质和蛋白质 1925年 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层 19