教学基本信息

☆教学基本信息课题人教版第4章第2节作者及工作单位高雪梅邯郸市第一中学☆指导思想与理论依据科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解。☆教材分析“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。所以，这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。

本节主要包括了两大部分内容：①科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。②细胞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接受认同的，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，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。

☆学情分析1

学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、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。

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高中学生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，又往往具有盲目性，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。

☆教学目标1、知识与技能

①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容

；②举例说明生物膜具有的流动性的特点

；③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、过程与方法

①分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设

；②发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构

。3、情感、态度和价值观

①使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点

；②培养学生严谨的推理和大胆想象能力

；③认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观

。☆教学重点和难点教学重点

1、科学家对生物膜结构的探索历程。

2、生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。

教学难点

1、对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；

2、生物膜的空间立体结构；

3、生物膜的流动性特点。

☆教学过程（教学过程的表述不必详细到将教师、学生的所有对话、活动逐字记录，但是应该把主要教学环节、教师活动、学生活动、设计意图很清楚地再现。）教学环节教师活动预设学生行为

设计意图

回忆旧知识引入

新课前面我们学习了，细胞膜的功能，哪位同学能够说出细胞膜的功能呢？（将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。）那么为什么细胞膜能够控制物质进出细胞呢？这与细胞膜的结构有什么关系呢？回忆所学知识，回答细胞膜的功能。温故知新，让学生明白知识之间的关系，以及科学家探究细胞膜的结构的思维过程。激发学生学习动机。问题导学，主动获取知识人们对事物的认识是有一个过程的，下面让我们一起重温一下这段历史。1、对生物膜结构的探索历程

在了解生物膜的结构时，大家认为首先要探讨的第一个问题是什么？（以盖房子为例：首先要选择材质）引导学生回答出（1）探究细胞膜的组成成分是什么？

教师：现在科学家可能有更多中方法来确定细胞膜的成分，然而19世纪末显然会有其历史的局限性，当时的科学家是怎样做的呢？展示材料1：欧文顿的实验资料1.1895年，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,发现凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。教师：化学中有这样一个观点，那就是物质相似相容原理。根据这个原理，可以得出什么观点呢？教师：单由这个实验在得出的结论，你们能够信服吗？还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？

教师：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，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。当我们确定了膜的成分组成以后，接下来科学家们该探讨的下一个问题是什么呢？大家还记得我们前面讲的脂质有哪几种类型吗？哪种脂质是构成各种生物膜的主要成分呢？（引导学生回忆脂质的相关内容，找出磷脂是细胞膜和细胞器膜的组成成分）结合课件的图片介绍磷脂分子的相关知识。（磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸组成的分子，其中磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸尾部是疏水的）思考：磷脂分子在“空气—水”界面上如何排布？教师：课件展示磷脂分子在“空气—水”界面的排布方式展示资料2：1925年，荷兰科学家高特和格伦德两位科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，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膜面积的2倍。教师：根据这段资料能得出什么结论呢？教师：那这两层磷脂分子在细胞中又是怎样排布的呢？再分小组讨论、利用你手中的模型摆出来吧。

那么你可以说出为什么磷脂分子是这样的排布方式吗？教师：刚才我们只是探讨出了膜中脂质的排布方式，还有一种重要的成分——蛋白质。问题（3）：那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？

展示资料3：20世纪50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。1959年，罗伯特森用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜照片，看到了暗－亮－暗的三层结构。罗伯特森认为亲水性的蛋白质分子应该是结合在磷脂分子的外侧，因此大胆地提出生物膜的模型：所有生物膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结构。疑问（1）蛋白质在脂质分子中究竟如何分布？（2）生物膜真的是静态的统一结构吗？展示资料（4）播放变形虫吞噬食物的视频，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。展示荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验的动画时间：1970年

人物：LarryFrye等

实验：将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。

教师：大家根据刚才看到的视频可以得出什么结论呢？教师：既然膜是具有流动性的，组成膜的分子就不会是不动的，因此蛋白质分子也必然不会只存在于膜的两侧，大家认为蛋白质分子会怎样分布在磷脂双分子层上呢？（学生大胆猜测）1972年,科学家桑格和尼克森根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了流动镶嵌模型。展示资料5：20世纪60年代，电镜冰冻蚀刻技术让我们看到了细胞膜中蛋白质的分布情况。思考后回答盖房子需要知道用什么材料盖，了解细胞膜的结构要知道细胞膜的成分是什么？学生阅读实验材料，教师指导学生了解相似相容原理，从而获得结论：膜是由脂质构成的。学生做出肯定性判断，懂得科学结论的获得需要进一步的鉴定过程。问题（2）：这些物质是如何组成膜的？

学生小组活动后，有小组代表发言学生分析得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。学生动手操作，直观性获得磷脂分子的排布方式。学生分析细胞内外的环境特点，得出正确的排布方式。学生：细胞膜具有流动性。

不是静态的结构。学生分析材料，自己尝试归纳得出细胞膜的流动镶嵌模型的具体内容。由熟悉的实例引到学生大胆提出问题。学生能够分析材料，获得正确的判断。层层设置问题，学生逐渐分析问题的本质，感受探究科学现象的历程。学生动手操作，亲身体验，获得更加深刻的印象。通过对相关材料的分析，提升学生分析问题的能了。并且学会将观察的现象经过自己的归纳总结获得正确的结论。☆板书设计第2节生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程欧文顿的实验罗伯特森电镜照片1970年，人鼠细胞融合实验二、流动镶嵌模型的基本内容1、磷脂双分子成构成了膜的基本骨架2、蛋白质分子镶、嵌入、贯穿整个磷脂双分子层3、蛋白质和磷脂分子都是可以运动的☆学生学习活动评价设计根据学生制作模型的过