生物膜的流动镶嵌模型信息化教案设计

1、 生物膜的流动镶嵌模型信息化教案设计Teaching designing about “biomembrane fluid mosaic model” 陕西师范范大学生命科科学学院20007级生物物科学2班 朱琳（4007081001）教材分析1.1地位作用用本节内容是人教教版必修1第第4章细胞胞的物质输入入和输出第第2节的内容容。是第3章章“细胞的基本结结构”第1节“细胞膜系统的边界界”的一个延伸伸与拓展，并并且和本章第第一节“物质跨膜运运输的实例”有密切联系系，为第三节节“物质跨膜运运输的方式”的学习做了了知识准备，这这三节内容的的内在联系是是：功能（实实例）结构功能（原原理）。因此此，本

2、节在第第四章中起着着承上启下的的作用，有助助于帮助学生生建立结构与与功能相适应应的观点。1.2 主要内内容本节主要包括两两大部分内容容：1、科学家对生生物膜结构的的探索历程。2、生物膜的流流动镶嵌模型型的基本内容容。2 教学目标标 高中生生物课程标准准对本节内内容的要求是是：简述细胞胞膜系统的结结构。属于了了解水平，具具体指能够再再认或回忆知知识；识别、辨辨认事实或证证据；举出例例子；描述对对象的基本特特征等。依据据课程标准，我我制定了以下下的教学目标标：2.1 知识与与技能通过分析科学学家建立生物物膜模型的过过程，描述科科学发现的一一般规律。举例说出生物物膜具有流动动性特点。简述生物膜的的流

3、动镶嵌模模型的基本内内容。2.2过程与方方法通过分析科学学家建立生物物膜模型的过过程，尝试做做出假设。发挥空间想象象力，通过制制作生物膜的的模型，构建建细胞膜的空空间立体结构构。2.3 情感态态度与价值观观生物膜结构的的研究是立足足于生物膜所所具有的功能能特点上开展展的，形成生生物结构与功功能相适应的的辩证唯物主主义自然观。确立科学的价价值观，理解解假说的提出出要有实验和和观察的依据据，需要有严严谨的推理和和大胆的想象象，并通过实实验进一步验验证。认同实验技术术手段的进步步在促进科学学的发展中的的作用。3 教学重点点和难点3.1 教学重重点对生物膜结构的的探索历程流动镶嵌模型的的基本内容。3.

4、2 教学难难点探讨建立生物膜膜模型的过程程如何体现结结构与功能相相适应的观点点。4 学习者特特征分析4.1 学生生已经了解了了细胞、知道道了组成细胞胞的分子、掌掌握了细胞的的基本结构，尤尤其是细胞膜膜作为最基本本生命系统的的边界等相关关知识，为本本节知识的学学习奠定了基基础。4.2 高中中学生具备了了一定的观察察和认知能力力，分析思维维的目的性、连连续性和逻辑辑性也已初步步建立，但是是对问题探索索的动力主要要来自对相关关问题的好奇奇与有趣水平平，目的性不不十分明确，所所以教师的思思维导向就显显得十分重要要。本节课利利用科学史实实验资料，设设计学生要探探究的问题，让让学生在问题题引导下进行行基于

5、资料和和问题的课堂堂探究活动，问问题的设计层层层深入，按按照学生的思思维水平和能能力达到一定定深度，使学学生顺利由感感性认识向理理性认识过渡渡。5 教学媒体体的选择与运运用知识点学习水平媒体类型媒体内容要点资料来源媒体在教学中的的作用媒体使用方式知识理解应用品评1视频生物膜的组成及及结构网站收集D呈现过程，解解释原理A设疑播放放讲评2网络课件生物膜结构的探探索历程从图片库中收集集和自己开发发展示实验事实创设情境启发思思考D边播放，边边讲解3网络课件生物膜流动镶嵌嵌模型的基本本内容自己开发E设疑思辨，解解决问题B讲解播放放概况注：1.媒体在在教学中的作作用分为：AA.展示事实实;B.创设设情景；

6、C.提供示范；D.呈现过过程，解释原原理；E.设设疑思辨，解解决问题；FF.其他。2.媒体使用方方式包括：AA.设疑播放概况；讲解播放概况；讲解播放举例；边播放，边边讲解；复习巩固；其他板书设计 4-2 生生物膜的流动动镶嵌模型一、生物膜结构构的探索过程程19世纪末，欧欧文顿的实验验和推论：膜膜是由脂质组成的。20世纪初，科科学家的化学学分析结果，指指出膜主要由由磷脂和蛋白质组成。1925年，荷荷兰科学家得得出：脂质分分子是双层分布的；1959年，罗罗伯特森提出出的“三明治治”结构模型型：所有生物物膜都由蛋白白质-磷脂-蛋白质 三三层结构组成成；1970年，荧荧光标记小鼠鼠细胞和人细细胞融合实

7、验验，指出细胞胞膜具有流动动性；1972年桑桑格和尼克森森提出19972年，桑桑格和尼克森森提出了生物物膜的流动镶镶嵌 模型。二、细胞膜的结结构与特性 教学方法探究法 在高中中生物课程标标准中对教学学师生过程提提出了“组织好探究究性学习”的建议。该该建议指出，科科学探究作为为发现科学事事实、揭示科科学规律的过过程和方法，在在科学教育中中有重要的意意义。教学不不仅要使学生生获取一定的的知识，还要要使学习习得得获取知识的的方法，提高高解决问题的的能力。在教教学中，教师师应该让学生生亲历思考和和探究的过程程，领悟科学学探究的方法法。教师在组组织探究活动动时应注意以以下几个方面面：1、探究活动要要有明

8、确的教教学目标。2、要有值得探探究的问题或或研究任务。3、除了教科书书中的案例外外，教师可以以用多种方式式创设问题情情境，鼓励学学生提出自己己感兴趣的问问题，并选择择其中最有探探究价值的问问题作为小组组或全班共同同讨论和探究究的课题。4、要有民主的的师生关系和和求真求实的的氛围。5、探究性学习习是重要的学学习方式，但但不应成为唯唯一的方式，如演示、讲授、小组讨论、项目设计等。6、在探究的过过程中，使用用了各种教学学手段，如多多媒体展示科科学家实验材材料。6.1 教学模模式：提供资料提出出问题（要求求）做出假设（构构建模型）提供实验验验证得出结论6.2 教学流流程：通过简单的玉米胚染色实验复习旧

9、知识使同学们了解细胞膜结构的重要性激发同学们对细胞膜结构的探索欲望 通过简单的玉米胚染色实验复习旧知识使同学们了解细胞膜结构的重要性激发同学们对细胞膜结构的探索欲望 给出现象给出现象推理分析得出结论。欧文顿的细胞膜物质通透性实验实验结果实验结果想象与推理分析结论荷兰科学家Gorter和Grendel的红细胞膜实验利用已有知识进行分析推理利用已有知识进行分析推理知识的升华。讨论：细胞膜的双层磷脂分子怎样排列？“罗伯森电镜实验“罗伯森电镜实验”、单位膜模型的提出，讨论、推理与评价实验的推理与模型的评价，彰显批判性思维能力的培养。启发大家思考单位膜模型的不足之处，并举出例子证明观点。有利于学生批判性

10、思维能力的提高，启发大家思考单位膜模型的不足之处，并举出例子证明观点。有利于学生批判性思维能力的提高，介绍1970年Larry Frye等人的经典实验思考推理得出细胞膜的流动性介绍1970年Larry Frye等人的经典实验思考推理得出细胞膜的流动性。通过层层探索，自然而然的得出结果。介绍桑格和尼克森在1970年提出的流动镶嵌模型 通过层层探索，自然而然的得出结果。介绍桑格和尼克森在1970年提出的流动镶嵌模型 使学生建构的知识整体化、系统化。总结流动镶嵌模型的基本内容使学生建构的知识整体化、系统化。总结流动镶嵌模型的基本内容通过回答问题对流动镶嵌模型进行评价通过回答问题对流动镶嵌模型进行评价

11、感悟科学结论的发展性、可修正性感悟科学结论的发展性、可修正性6.3设计思路路： 1、调调动学生已有有的知识和经经验，激发学学生的探究欲欲望；学生在在第2章的学习中中曾经制作真真核细胞的三三维结构模型型，当时就遇遇到过用什么么材料做细胞胞膜的问题。本本节课可以从从这个问题入入手，让学生生从结构与功功能相适应的的角度分析，用用什么材料做做细胞膜，能能更好地体现现细胞膜的功功能。关于这这个问题，学学生已有的知知识是：细胞胞膜很薄，是是细胞这个生生命系统的边边界；细胞膜膜能够控制物物质的进出，让让一部分物质质通过，其他他物质不能通通过；植物细细胞质壁分离离和复原的实实验告诉学生生，细胞能够够在一定范围

12、围内涨大和缩缩小，说明细细胞膜具有一一定的弹性。 2、普普通高中生物物课程标准明明确指出要注注重生物科学学史的学习，本本节课蕴含有有丰富的科学学史教育素材材。科学是一一个发展的过过程。学习生生物科学史能能使学生沿着着科学家探索索生物世界的的道路，理解解科学的本质质和科学研究究的方法，学学习科学家献献身科学的精精神。这对提提高学生的科科学素养是很很有意义的。 3、细细胞膜的流动动镶嵌模型这这个难点的讲讲解可通过多多媒体课件来来突破，有顺顺序和层次地地介绍。通过过幻灯片放映映各个科学家家研究的图片片、动画，提提高课堂教学学效率，使直直观性增强，学学生更易于接接受。增强了了这些内容的的立体感、丰丰富

13、了教学内内容、使学生生在乐趣中学学、在轻松中中学。 4 、生物膜结构构模型的构建建是本节要突突破的一个难难点问题。本本节课中，我我会在课后让让学生根据科科学家的实验验现象自己来来构建磷脂分分子的排列方方式、蛋白质质与磷脂的组组合方式，这这样让学生不不但形象、直直观的了解了了模型构建的的过程、也让让他们置身其其中、探索奥奥妙并体验了了成功的喜悦悦。6.4 教具准准备1、生物膜流动动镶嵌模型的的多媒体演示示课件、视频频； 2、制作作生物膜模型型的废旧物品品（包裹中药药丸的球形蜡蜡壳、电线、解解剖针、泡沫沫塑料等）； 3、煮熟熟的玉米和未未煮过的生玉玉米、红墨水水、小刀。6.5 课时安安排本节安排一

14、个课课时（45分分钟） 科学家对生物物膜结构的探探索历程（220分钟）生物膜的流动镶镶嵌模型学说说的基本内容容（10分钟钟）对科学探究过程程的分析，如如何体现生物物膜结构与功功能相统一（110分钟） 生物膜的流动性性特点（5分分钟）7 教学过程7.1教学结构构流程设计 开始 做课课前布置实验验交流讨论老师的问题播放生物交流讨论老师的问题膜视频 导入新课导入新课展示实验过程展示实验过程提出问题提出问题学生思考并回答问题学生思考并回答问题学生交流教师启发学生观看动画学生交流教师启发学生观看动画教师总结教师总结练习检测练习检测讲评讲评结束结束说明： 开始与结束束 学生使使用媒体的活活动 教师的活动

15、学生的活动动 7.2具体教学学过程7.2.1创设设情境，导入入新课教师： 请同学学们展示课前前布置的实验验 学生： 课前将将煮熟的玉米米和未煮过的的生玉米放入入红墨水中，将将玉米粒切开开，发现煮熟熟的玉米胚被被染成红色，而而生玉米的胚胚未被染成红红色。教师： 提出问问题：这是为为什么？总结： 学生通通过观察、思思考联想得出出细胞膜的的结构被破坏坏了。教师： 从制制作真核细胞胞三维结构模模型的活动入入手，提出问问题：根据结结构与功能相相适应的观点点分析，用哪哪种材料（塑塑料袋、气球球、普通布、弹弹力布）做细细胞膜，更适适于体现细胞胞膜的功能 ? 让学生生讨论，引发发学生探究细细胞膜结构的的好奇心

16、，引引出课题。 学生：回忆在第三章第第一节系统统的边界细胞膜中中学到的有关关细胞膜功能能的知识，思思考得出：细细胞膜很薄，是是细胞这个生生命系统的边边界；细胞膜是选选择透过性膜膜，能够控制制物质的进出出，让一部分分物质通过，其其他物质不能能通过；植物物细胞质壁分分离和复原的的实验告诉我我们，细胞能能够在一定范范围内胀大和和缩小，说明明细胞膜具有有一定的弹性性。教师：那么根据这些功功能，上述哪哪种材料更适适合用做细胞胞膜的材料呢呢？学生： 塑料袋只能满满足作为系统统边界的要求求，普通布能能够满足系统统的边界和让让一部分物质质透过这两项项功能的要求求，只有弹力力布能够满足足前面提到的的三项功能的的

17、要求。教师： 大家进进行选择的依依据是利用了了细胞膜的功功能，这体现现了什么样的的生物学思想想呢？学生： 生物体体结构和功能能相适应的思思想。教师： 实际上上，弹力布也也并不能完全全代替生物膜膜。要找到更更好的材料，我我们还需要对对细胞膜的结结构有更深的的认识。7.2.2 探究式教学学对生物膜膜结构的探索索历程教师：显然弹力布不具具有生物膜的的选择透过功功能，那么生生物膜含有哪哪些物质？究究竟具有怎样样的结构？科科学家也是带带着这些问题题，对生物膜膜进行了1000多年的探探索。今天就就让我们沿着着科学家的足足迹，体验整整个探索历程程。教师：展示资料一：时间：18955年人物：欧文顿实验：用50

18、00多种化学物物质对植物细细胞膜的通透透性进行了上上万次研究。结果：凡是易溶溶于脂质的物物质也容易穿穿过膜，不溶溶于脂质的物物质透过细胞胞膜十分困难难。问题：细胞膜含含有什么成分分呢？非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质学生： 阅读分析资料料，讨论细胞胞膜的组成成成分，思考教教师提出的问问题。得出结结论：根据化化学上的相似似相溶原理，得得出细胞膜中中含有脂质。教师总结：由于学生对磷脂脂分子并不十十分清楚，这这个问题应该该用讲授法进进行教学。通通过多媒体课课件展示磷脂脂分子的结构构图，讲解磷磷脂分子的结结构与特性：一个磷脂分分子由头部和和尾部组成，头头部由一分子子胆碱、一分分子磷酸和一一分子甘油组

19、组成，尾部由由两个脂肪酸酸分子构成。头头部由极性分分子组成，所所以是亲水的的，尾部是非非极性分子，所所以是疏水的的。 教师：展示资料二：时间：20世纪纪初实验：将细胞膜膜从哺乳动物物的红细胞中中分离出来，发发现细胞不但但会被溶解脂脂质的物质溶溶解，也会被被蛋白酶分解解。问题：细胞膜还还含有什么成成分呢？学生： 结合之之前学过的知知识，能被蛋蛋白酶分解的的物质中一定定含有蛋白质质，思考得出出生物膜中中还含有蛋白白质。教师： 过渡：细胞胞膜上的磷脂脂是如何排列列的呢? 继继续探究 提供资料三三： 时间：19925年 人物：两位位荷兰科学家家 实验：用丙丙酮提取人红红细胞的细胞胞膜的脂质成成分，在空

20、气气水界面上铺铺展成单分子层。 结果：测得得单分子层的的面积恰好为为红细胞表面面积的两倍。 教师： 进而提提出问题：这这说明细胞膜膜上的磷脂是是如何排列的的呢?请大家家在自己的纸纸上画一画。并并且请三位学学生到黑板上上去画，以便便于检查和评评价学生的结结果。 学生：阅读读、思考、讨讨论、绘图并并展示，学生生可能画出以以下几种排列列方式。教师：提出问题：根据据你们已有的的知识推理，磷磷脂双分子层层最可能是其其中的哪种排排布方式呢？说说你的理理由。给学生留出充分分的讨论探究究的时间，然然后小组代表表回答，其余余小组补充、评评价、修正，最最后教师总结结并对学生的的探究结果给给予肯定。继续提问：磷脂脂

21、分子在水体体内，呈球状状，又是怎样样排布的呢？请学生说明明绘图的理由由并公布正确确结果。 学生： 小组讨讨论、比较、选选择。连续两层排列连续两层排列教师：过渡：那么膜上上的蛋白质又又是如何排列列的呢？继续续探究展示材料四：时间：19599年人物：罗伯特森森实验：用超薄切切片技术获得得了清晰的细细胞膜照片，显显示出暗明暗三层结构构。提出假说：生物物膜是由“蛋白质脂 质蛋白质”构成的“三明治”模型。连续的的脂质双分子子层组成膜的的主体，磷脂脂的非极性端端朝向膜内侧侧，极性端朝朝向膜外两侧侧，蛋白质以以单层肽链的的厚度，通过过静电作用与与磷脂极性端端相结合，从从而形成蛋白白质磷脂蛋白质的三三层结构，

22、称称之为单位膜膜。他提出真真核细胞与原原核细胞具有有相同的膜结结构。教师： 根据以以前所学知识识，你能找出出单位膜模型型还有什么不不足之处吗？说一说你的的理由。学生： 变形虫虫的变形运动动、植物细胞胞的质壁分离离、动物细胞胞吸水膨胀和和失水皱缩、白细胞的吞噬作用等。教师： 通过过多媒体展示示变形虫的运运动和植物细细胞的质壁分分离，指出细细胞膜是具有有流动性的。教师： 如何用用实验证明生生物膜不是静静态结构？展展示资料五： 时间：1970年年 人物：费雷等 实验：将人和鼠鼠的细胞表面面膜蛋白分别别用不同的荧荧光标记后，让让两种细胞融融合，杂交细细胞的一半发发红色荧光、另另一半发绿色色荧光，377

23、条件下培养养40分钟，发发现两种荧光光抗体均匀分分布。1条件下培养养40分钟，发发现细胞的两两极颜色未改改变，只是在在融合的部位位有部分颜色色混合。 提出问题：该实实验结果说明明了什么问题题？学生：通过思考很容易易得出结论：细胞膜不是是静止的。而而是具有一定定的流动性，并并且流动性的的强弱和温度度有关。教师： 展示资料料六 时间：11972年 人物：桑桑格和尼克森森 提出：流流动镶嵌模型型 模型的要要点：细胞膜膜的基本骨架架是磷脂双分分子层，蛋白白质镶嵌排列列于双分子层层上，膜具有有一定的流动动性。6.3总结生物物膜流动镶嵌嵌模型的基本本内容教师： 和同学学们一起总结结流动镶嵌模模型的基本内内

24、容，展示“流动镶嵌模模型”的动画，丰丰富学生的感感性认识。1、磷脂双分子子层是生物膜膜的基本支架架。其中磷脂脂分子的亲水水性头部朝向向两侧，疏水水性的尾部相相对朝向内侧侧；蛋白质分子有的的镶嵌在磷脂脂双分子层表表面，有的部部分或全部嵌嵌入磷脂双分分子层中，有有的横跨整个个磷脂双分子子层。在细胞膜的外侧侧，有糖蛋白白构成的糖被被；4、磷脂分子和和大多数的蛋蛋白质是可以以运动的，体体现了膜的流流动性。7.4 教学总总结流动镶嵌模型的的基本内容组成成分：磷磷脂、蛋白质质、糖类基本支架：磷磷脂双分子层层蛋白质分布：覆盖、镶嵌嵌、贯穿结构特点：具具有一定的流流动性功能特点：选选择透过性 8 课后作业8.1评价反馈馈（1）变形虫的的任何部位能能伸出伪足，人人体的某些白白细胞能吞噬噬病菌，这些些生理活动的的完成说明细细胞膜具有下下列哪一特点点A.选择透过性性 B.一定的的流动性 C.保护作作用 D.细胞识识别（2）19855年 Overrton在研研究各种未受受精卵细胞的