分子与细胞第4章细胞的物质输入和输出武高周静-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成都市武侯高级中学 周静一、教学思路本节选自人教版必修1分子与细胞第四章细胞的物质输入和输出的第2节。学生在第三章的学习中，已经构建了生物膜系统的概念，并学习了细胞膜的化学成分及功能，很有可能对本节已知结果的一系列科学探究历程会兴趣下降，且课标及高考大纲对生物膜探究的具体历程并未作要求，因此本节教学通过慧学云教学平台在课前推送系列问题，让学生在自主学习的过程中解决生物膜探究历程及流动镶嵌模型的基本内容，从而更好的完成课堂上的系列探究活动，发展学生的生物学核心素养。2023版新课标明确提出了与本节有关的学业要求：学生能够建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与

2、合作，形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动。并提示教师要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难，使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。基于此，本节教学弱化了生物膜结构探索历程的具体内容，通过问题串设置引导学生思考构建未知结构模型的方法，并通过在课堂上用黏土逐步制作生物膜模型的活动，帮助学生理解记忆“流动镶嵌模型”的内容，建构结构与功能相适应的观点。因此，本节教学思路如下： 二、教学分析1.教学目标了解生物膜结构的探究历程，领悟科学研究方法简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容通过构建生物膜的三维模型，建立结构与功能相适应的观点2.教

3、学重点流动镶嵌模型的基本内容3.教学难点 通过构建生物膜的三维模型，建立结构与功能相适应的观点教学策略1. 分层次逐步构建生物膜模型帮助学生充分理解流动镶嵌模型的基本内容本节课设计分3次逐步构建生物膜模型： 第1次在理解磷脂分子结构的基础上，先构建磷脂单分子层在水空气界面的分布情况，再让学生动手制作磷脂双分子的模型，从而使学生更好的理解磷脂双分子层的分布情况。第2次在已构建的磷脂双分子层模型上添补蛋白质，能够更好的帮助学生记忆蛋白质在膜两侧的分布情况，并为理解蛋白质在膜两侧分布不均匀的原因奠定结构基础。第3次在讨论糖蛋白的分布情况后，在已构建的模型上添加糖类，以便于学生理解结构与功能的相适应。

4、2充分利用现代信息技术，及时收集、分析、展示学生的学习结果课前，利用慧学云平台推送预习作业，学生在平板电脑上完成简单归纳生物膜结构的探究历程及流动镶嵌模型的基本内容，为课堂探究活动节省时间，且能很好的培养学生的自主学习能力。课中，利用慧学云平台进行课堂练习，可实时得到相应的数据反馈，掌握学生的学习动态，针对性的评讲及补充相关内容。四、教学准备1学生的慧学云平台预习作业学习报告 2制作生物膜模型的黏土五、教学过程教学步骤教师组织引导学生活动教学意图导入陈述慧学云平台上的预习作业的学习报告【提问】通过预习，大家总结一下，如果要构建某个未知结构的模型，需要掌握该结构的什么信息？（板书：结构）【回答】

5、生：成分、形状归纳研究结构的方向为组成成分及成分分布，提高学生的科学思维能力活动一：探究生物膜的化学成分活动二：探究磷脂在生物膜上的分布情况活动三：探究蛋白质在生物膜上的分布活动四：构建结构与功能相适应的观念课堂练习【过渡】通过第3章的学习，同学们都知道生物膜的主要成分是脂质和蛋白质及少量的糖类。那大家知道这些化学成分最初是如何被确认的吗？ 【思考并回答以下问题】1.最初认识到细胞膜是由脂质组成的，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？2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?【过渡】 解决了成分问题，接下来我们来解决各成分的分布问题。前面的学习我们知

6、道细胞膜中的脂质主要是磷脂，那磷脂在细胞膜上是如何分布的呢？在讨论这个问题之前，我们先来看磷脂分子的结构PPT展示磷脂分子的结构示意图【探究画图】画出磷脂单分子层在水空气界面的分布情况【资料】1925年荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。【实验】 学生利用提供的粘土制作磷脂双分子层模型教师补充提示，细胞内外均为水环境。【提问】 蛋白质在生物膜上如何分布？【实验】 在已制作的磷脂模型上添补蛋白质。选清晰的一组，一边标记，一边提问蛋白质的位置，强调蛋白质的分布情况。 【资料】1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗

7、亮暗的三层结构。【提问】 1.蛋白质脂质蛋白质结构与自己制作的生物膜模型有区别吗？ 2.蛋白质在膜的两侧是否为均匀分布？ 3.你对模型的静止状态是否有疑问？（动图展示细胞分裂）【讨论并回答以下问题】1.根据已学过的生物膜相关知识，请解释为什么蛋白质在膜两侧不是均匀分布的。2.糖蛋白位于膜的外侧还是内侧？为什么？3.膜结构为什么需要流动性？支持其流动性的结构基础是什么？（板书：功能 箭头连接结构与功能）【总结】结构特点为流动性，功能特点为选择透过性用平板推送相关练习，及时关注学生答题情况，根据系统提供的数据分析，对本节内容进行适当补【例题】；对某动物细胞进行荧光标记实验，其基本过程如下示意图所示

8、： 用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点 用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失） 停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点 上述实验不能说明的是（） A细胞膜具有流动性B荧光染料能与细胞膜组成成分结合C根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率D细胞膜具有选择透过性 通过提问帮助学生分析错误原因，荧光并未进入细胞内，而是与膜表面的蛋白质结合，仅位于膜表面，所以不是选择透过性的问题。 分小组思考讨论问题【回答】世纪末，欧文顿根据实验现象：可溶于脂质的物质更易通过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的2.假说需要通过观察和实验进一步验证和

9、完善。亲水的磷酸头磷脂分子疏水的脂肪酸尾学生观察图片，了解磷脂分子的结构组成。学生在纸上画图【展示交流】根据资料可以得出磷脂在细胞膜上为双分子层【展示交流】将学生制作的模型用平板电脑投影到屏幕上，解释磷脂双分子的排布原因。选取几组模型投屏，学生讲评。第1组模型有误，后面两组正确。【展示交流】学生制作的模型用平板电脑投影到屏幕上。 将自己制作的三维模型与三明治静态模型进行比较【回答】1.有区别2.不均匀分布3.静态膜结构不能完成一些生命活动，如细胞分裂等小组讨论【回答】1.与膜内外侧功能不同相适应2.外侧，与识别的功能相关3.流动性可以满足某些生命活动的需求，结构基础为磷脂分子具有流动性，蛋白质

10、可以运动。 完成平板电脑上推送的相关习题练习大部分学生做对选D,个别学生选了A，对其进行提问后回答，选A的学生：荧光消失后又出现是因为荧光进入了细胞内，所以体现了选择透过性。以此题为基础，回顾荧光标记人鼠细胞融合，从而证明膜具有流动性的实验 通过教师设置问题的引导，学生体会科学探究中假说与验证的关系，提高科学探究的能力通过磷脂分子结构磷脂单分子层结构磷脂双分子层结构的逐步构建，使得学生深刻理解膜结构上磷脂双分子层的排布原因，避免学生单纯的死记硬背这一内容。通过蛋白质在膜结构分布情况的构建，使学生明确蛋白质在膜两侧的不均匀分布通过问题讨论，进一步构建结构与功能相适应的观点通过习题训练巩固、完善所

11、学内容六、板书设计结构 功能组成成分 成分分布七、教学反思1.改变了传统教学内容，更加契合新课标要求对于本节教学内容，传统的教学方式侧重点为总结生物膜结构的探究历程及流动镶嵌模型的基本内容。一般会按时间线进行展示讨论不同科学家及其研究成果，而本节课打破了这一传统模式，大胆的将探究历程的具体过程及流动镶嵌模型的内容并没有像传统教学方式那样侧重简单的识记，而是以填空的方式，让学生自主学习来完成。通过总结生物膜结构的探究历程，促使学生形成研究物质结构基本思路方法的科学观，通过流动镶嵌模型的逐步制作，使学生建构结构与功能相适应的观点，这样的安排不浪费课堂的宝贵时间来解决相对简单的基础知识，留出更多的时间在课堂上进行更多能提高学生科学思维能力的活动，更符合新课标提出的发展学生生物学核心素养的要求。2.现代化信息技术的应用 本节课利用校园的慧学云平台，给学生发布任务，学生在平板电脑端完成相关的教学任务，教师能及时的收集学生答题的信息，有助于分析、掌握学生对知识的理解应用程度，从而及时调整教学内容及教学方式。在课堂上使用的希沃助手，可以实现平板端及电脑端的联通及随时切换，有助