高中生物-生物膜的流动镶嵌模型教学设计学情分析教材分析课后反思

学习过教师活动学生设计意

程活动图

（首先将学生分为6个小组，请每综合分

情景导小组推出中心发言人，以小组讨论的形析所学

入式为主，来学习本节内容。）知识，结将已有知

教师：同学们，大家都喜欢旅游吗？合其他识转化，并

无论人文建筑还是自然美景，离开生物途径的激发学生

都毫无意义。生命是美丽的，生命系统听闻联学习兴趣。

最基本的结构单位是什么？系生活，

教师：我们上节课中所讲述的质壁分离思考、交

和复原的实验，又能说明什么呢？流

教师：翟中和院士说：“我确信哪怕

一个最简单的细胞，也比迄今为止设计

出的任何智能电脑更精巧！”细胞的结

构是怎样的精巧呢，今天我们先学习细

胞膜的精巧！

目标展多媒体展示学习目标，强调重难明确目标，

示点。有的放矢

教师：人们对事物的认识是有一个过程

的，科学家当年正是怀着对物质跨膜运

学输现象产生的疑问，开始了对生物膜结

导构的孜孜以求地探索。

结限于当时的技术条件，我们还不能亲眼

合，看到生物膜，无法想像它的结构是什么

深样的，通过什么办法进行第一步的探究

化呢？假想一下：如果你是当时的一位科

拓学家，你会怎样去研究细胞膜的结构？

展下面，就让我们沿着科学家的足迹，各小组

和科学家一起来研究这个问题。代表上

第一组的展示材料：黑板展

时间：19世纪末,1895年。示预习

人物：欧文顿结果

实验：用500多种化学物质对植物

细胞的通透性进行过上万次的实验，发

现细胞膜对不同物质的通透性是不一锻炼学生

样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能信息提取

学溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进认清基能力

导入细胞。本结构，

结教师：根据实验，你能提出什么假观察图

合，说？形解答

深学生：提出假说：膜是由脂质构成问题

化的。教师：在得出结论之后，还有没有

拓必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定

展呢？

学生：有必要，通过鉴定能更准确

地说明问题。

教师：直至20世纪初，科学家才能

第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中

分离出来，化学分析表明，膜的主要成

分的确是磷脂和蛋白质。从而以实验说

明了欧文顿的假说是成立的，也就是说

假说是在实验与观察的基础上提出来

的，同时又需要更进一步的实验来证

明。

问题（2）：探究这些物质是如何组

成膜的？

教师：通过我们对于前面知识的学

习，我们已经知道，组成细胞膜的脂质观察图

主要是磷脂。课本中给我们画出了磷脂像，得出

的结构，同学们首先观察一下，组成磷结论。

脂的元素有哪些？

思考回

学生：C、H、0、N、Po

教师：磷脂分子是一种由甘油、脂肪答，摆放

酸和磷酸等所组成的分子，结构既有疏模型

水基团（尾部），又有亲水基团（头部）。

中更黑得，

运用磷

脂的特

学所以，如果我们把磷脂分子平铺在一个点，进行

导水和空气的界面上，它的排布会怎么分析。

结样？

合，学生分析回答，让学生摆放手中的磷脂

深模型

化思考讨

拓1___________1论

【教师总结】因为磷脂分子的“头部”

展

亲水，所以在水一空气界面上磷脂分子

是“头部”向下与水面接触，尾部则朝

向空气一面。这样磷脂分子可以在空气

和水的界面上展开为一层。

【探究问题】如果在一个烧杯中装

满水，在水中间有一滴油脂，我们想通

过磷脂分子实现对油滴的保护。此时，

磷脂分子的排布又会怎么样？

学生思考回答，摆放模型：

【教师总结】磷脂分子的排布取决于

其所处的介质的不同。在不同的介质

中，选择其疏水与亲水的排布不同。

第二组展示材料：1925年两位科思考讨

学分离纯化了红细胞，从一定数量的红论

细胞中抽提脂类，将脂质铺展在水和空

气的界面上，形成单分子层，并比较展

层后的脂单层的面积和根据体积所推

算的总面积，发现提取的脂质铺展后所

测的面积同实际测量的红细胞的表面在假设的

积之比为（1.8〜2.2）：1,约为两倍。基础上，对

学教师：假如你是当时的科学家，当膜的形成

导你做实验时发现单分子的磷脂分子正进行进一

结好是红细胞表面积的两倍时一，大胆地展步的剖析，

合，开你的想象力，你能做出什么假说？更增加学

深学生：细胞膜中的磷脂是两层的。思考讨生对膜结

化教师：那这两层磷脂分子在细胞中论构的认识。

拓又是怎样排布的呢？

展我们先来推测一下，两层排布时的

方式有多少种可能性。

【学生思考讨论，通过模型摆放进

行探究】

第一种假设：K注重前后

知识联系，

抽提信形成对比

第二种假设：K息，进行记忆。

推理

第一种假设4

【教师过渡语】带着这三种假设，我们

分析资料三。

第三组展示的材料：人体内含有大

量的液体，这些液体总称为体液。分布

于细胞内的液体称为细胞内液，分布于

细胞外的液体称为细胞外液。

教师：根据资料三所给出的提示，

你能推测其细胞膜的磷脂分子应该如

学何排布吗？

导学生：第二种假设合适。磷脂分子

结的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部

合，相对朝向内侧。回忆已有

深【总结】磷脂双分子层是生物膜的基本知识，寻找

化支架。思考讨相关信息

拓【进一步探究问题11是否是所有论

展的细胞提取出其膜结构，都能满足以上

发现的，提取的磷脂铺展后所测的面积

是实际测量的细胞的表面积的两倍？

如果不是，理由是什么？数值又该怎么对照课

样呢？本图片，

学生：不是。因为有些细胞中含有逐一进

核膜和各种细胞器的膜。所以，不会是行分析

2倍的关系。这个比值应该大于2.

问题(3)：那蛋白质和磷脂的位置

关系又是如何的呢？

第四组展示的材料：

罗伯特森的单位膜模型各个小

时间：1959年组根据

人物：罗伯特森流动镶

嵌模型

的内容

实验：用超薄切片技术获得了清晰纠正本

的细胞膜照片，显示暗一亮一暗三层结组摆放

构，厚约7.5nm,它由厚约3.5nm的的模型

学双层脂质分子和内外表面各为厚约2

练nm的蛋白质构成。

结教师：所以单位膜结构就像我们

合，吃的三明治一样。是有三层结构的。其培养学生

深中暗的为蛋白质，亮的为脂质。单位膜看图能力

化结构模型继承了前人的有关结论，又成

拓功地利用了先进的电子显微镜的观察

展结果作为证据。同时，罗伯特森提出真

核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。

但单位膜模型的主要不足在于：把

生物膜的结构描述成静止的、不变的，

这显然与膜功能的多样性相矛盾。

问题(4)：有什么证据证明细胞膜

中的物质不是静态的呢？

学生：质壁分离和复原、细胞的生

长、变形虫的变形运动等。

第五组展示的材料：

荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实

验

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，杂种锻炼学生

细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧动手能力

光，放置一段时间后发现两种荧光抗体

均匀分布。

教师：通过本实验，我们能提出什

么假说？

学生：细胞膜的蛋白质具有流动性。

教师：很好，在继承前人的结

论基础上，结合新的观察和实验证据，

又有科学家提出一些关于生物膜的分

子结构模型。其中1972年桑格和尼克

森提出的流动镶嵌模型为大多数人所

接受。

教师：那流动镶嵌模型的具体内容

是如何的呢？

第六组展示的材料：

(1)磷脂双分子层是生物膜的基本

支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向

两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。

(2)蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双

分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂

双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子

层。这里体现了膜结构内外的不对称

性。

■r\>Q

(3)在细胞膜的外侧，有一层由细

胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的

糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、

细胞间的信息交流有密切联系。

b常由d

■F9Q99999^

(4)磷脂分子是可以运动的，具有

流动性。大多数的蛋白质也是可以运动

的，也体现了膜的流动性。

【总结】细胞膜的结构特点：具有一

定的流动性细胞膜的功能特点：选择

透过性

巩固流动镶嵌模型：

一、展示生物膜的流动镶嵌模型图

片并让学生讲解内容

二、填空练习：

1、细胞膜的主要成分

f脂质(脂最丰富)约占50%

约占40%

_____约占2%—10%

2、流动镶嵌模型的基本内容：

（1）________构成了膜的基本支

架，这个支架不是______的。

（2）磷脂双分子层是轻油般的流

体，具有______性。

（3）蛋白质分子有的—磷脂双

分子表面，有的整个部分或全部一磷

脂双分子层中，有的______整个磷脂双

分子层。大多数蛋白质分子也是可以_

_的。

三、思考题

1、在生物膜模型的建立和完善

过程中，你受到哪些启示？

2、生物膜的流动镶嵌模型是否

已完美无缺？说说你的看法。

四、观看细胞膜的动态模型视频

教师：生物膜的流动镶嵌模型不可

能完美无缺。人类对自然界的认识永无

止境，随着实验技术的不断创新和改

进，对膜的研究将更加细致入微，对膜

结构的进一步认识将能更完善地解释

细胞膜的各种功能，不断完善和发展流

动镶嵌模型。

布置作业

1.画出细胞膜结构横切面模式图并注

明各部分名称

2.预习《第三节物质跨膜运输的方式》

并完成预习作业

【学情分析】

学生已学习了细胞的分子组成及真核细胞的亚显微结构和主要的

功能，初步了解到细胞膜是最基本生命系统的边界，主要由蛋白质、

脂质组成，并且已经掌握了一定的生物学学习的方法和技巧，为本节

课进一步来探究细胞膜的知识奠定了基础，学生是在高一年级上学期

学习这一模块的，年龄较小，好奇心强，又往往具有盲目性，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，我校学生整体成

绩差，抽象思维能力不强。

【效果分析】

在学习本节内容时，我带领学生复习了脂类、蛋白质等有关知识,

做直观教具和有关的细胞结构的动画，认真设置问题，引导学生进行

细胞膜的组成、结构与功能探究，在学生利用模型，动手操作去直接

摆放磷脂分子的排布的过程中调动了学生的探究思维，发挥了学生的

主体作用，使学生领悟到了科学的研究方法，总体效果良好，落实了

课程理念。

【教材分析】

“生物膜的流动镶嵌模型”是人教版分子与细胞模块第四章第二

节内容。本章共三节，第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，为什

么具有选择透过性，这与膜的结构有关，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：功能一一结构一一功能。由此可见，本节“生物膜

的流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用，它是架起第二节

和第三节的一座桥梁，并体现了结构决定功能的生物学观点。

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，老师要运

用动画展示让学生形成流动性的认识，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。

【评测练习】

一、基础题

1、细胞膜的主要成分

(脂质(—脂最丰富)约占50%

约占40%

约占2%—10%

2、流动镶嵌模型的基本内容：

(1)构成了膜的基本支架，这个支架不是的。

(2)磷脂双分子层是轻油般的流体，具有性。

(3)蛋白质分子有的—磷脂双分子表面，有的整个部分或全部—

―磷脂双分子层中，有的______整个磷脂双分子层。