高中生物必修一第四章第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計(jì)與反思

教學(xué)設(shè)計(jì)與反思課題：必修一 第四章 第二節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 科目： 生物教學(xué)對(duì)象： 高一學(xué)生課時(shí)： 1課時(shí)提供者： 單位： 一、教學(xué)內(nèi)容分析“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”一節(jié)是人教版必修1分子與細(xì)胞第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出的第二節(jié)，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”所反映的生物膜對(duì)物質(zhì)的進(jìn)出控制具有選擇性等知識(shí)有一定的聯(lián)系，并對(duì)第三節(jié)學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健弊髁酥R(shí)準(zhǔn)備。所以，這節(jié)的內(nèi)容安排很巧妙，對(duì)整個(gè)章節(jié)的知識(shí)起到了承上啟下的作用。本節(jié)主要包括了兩大部分內(nèi)容：科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。這是一個(gè)很好的科學(xué)史教育素材，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，使學(xué)生切身感受科學(xué)的魅力，自然而然地接受流動(dòng)鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學(xué)生加深對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法的理解，明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作；科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理，還必須通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證；科學(xué)學(xué)說(shuō)不是一成不變的，需要不斷修正、發(fā)展和完善；科學(xué)發(fā)展與技術(shù)有很大的關(guān)系，技術(shù)的進(jìn)步可以更好地促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說(shuō)中，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍接受認(rèn)同的，能較好地解釋人們對(duì)細(xì)胞膜功能的認(rèn)識(shí)，學(xué)生必須展開(kāi)想象力，在頭腦中構(gòu)建細(xì)胞膜的空間結(jié)構(gòu)，理解和掌握流動(dòng)鑲嵌模型的基本要點(diǎn)，這對(duì)于更好的理解下一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。二、教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能（1）認(rèn)識(shí)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程（2）簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容（3）舉例說(shuō)明生物膜具有的流動(dòng)性特點(diǎn)2過(guò)程與方法（1）分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過(guò)程，嘗試提出問(wèn)題，大膽作出假設(shè)（2）發(fā)揮空間想象能力，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu) 3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）使學(xué)生樹(shù)立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點(diǎn)（2）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懴胂竽芰Γ?）認(rèn)識(shí)到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)，樹(shù)立辨證的科學(xué)觀三、學(xué)習(xí)者特征分析學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞、知道了組成細(xì)胞的分子、掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，尤其是細(xì)胞膜作為最基本生命系統(tǒng)的邊界等相關(guān)知識(shí)，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。高中學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對(duì)事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對(duì)探索科學(xué)的過(guò)程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)本節(jié)內(nèi)容主要包括對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程和生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容兩大部分。在教學(xué)中，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位，采用“引導(dǎo)觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證再分析”的教學(xué)環(huán)節(jié)，融合運(yùn)用引導(dǎo)啟發(fā)、觀察分析、對(duì)比歸納、聯(lián)系實(shí)例等方法，配以多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽的提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，宛如親歷科學(xué)家探索科學(xué)的歷程，切身感受科學(xué)的魅力，保持強(qiáng)烈的探究科學(xué)的激情和興趣，自然地接受流動(dòng)鑲嵌模型的理論。讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)探索的方法，從而滲透探索科學(xué)過(guò)程和方法的教育。五、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）科學(xué)家對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。（2）生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2.教學(xué)難點(diǎn)探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。六、教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖展示課題及學(xué)習(xí)目標(biāo)（板書(shū)：$4.2生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型）（板書(shū)：學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 認(rèn)識(shí)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程2. 簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容3. 舉例說(shuō)明生物膜具有的流動(dòng)性特點(diǎn)）引言：如果有“時(shí)光機(jī)器”，將此刻的你送回19世紀(jì)，你會(huì)從哪些方面去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)?明確學(xué)習(xí)目標(biāo)思考、回答使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，更有效的完成學(xué)習(xí)。提出問(wèn)題，引起思考，激發(fā)思維探究的欲望，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。問(wèn)題1:細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？教師課件展示資料并簡(jiǎn)單表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。資料1：19世紀(jì)末，歐文頓(E.Overton)用500多種物質(zhì)進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。課件展示問(wèn)題：設(shè)問(wèn) 1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)膜成分的提取和鑒定？2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？3.那為什么一開(kāi)始不直接對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？指出歐文頓得出的結(jié)論是假說(shuō)，假說(shuō)是需要驗(yàn)證的。得出結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的。回答問(wèn)題1.通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析。2.有必要，通過(guò)鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問(wèn)題3.當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法“假說(shuō)”是怎樣提出來(lái)的。教師課件展示資料資料2：20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，然后進(jìn)行化學(xué)分析。得出膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。設(shè)問(wèn)1.我們以前學(xué)習(xí)過(guò)，其中脂質(zhì)中最豐富的是什么？2.為什么是哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞而不是其它細(xì)胞？閱讀資料，思考老師提問(wèn)?；卮饐?wèn)題1.磷脂。2.因?yàn)椴溉閯?dòng)物的成熟紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法的理解學(xué)生表達(dá)能力得到進(jìn)一步提高問(wèn)題2：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣結(jié)合構(gòu)成膜的呢？教師課件展示資料引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。資料3：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（有機(jī)溶劑，可溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。設(shè)問(wèn)1.磷脂分子在空氣水的界面為什么鋪展成單分子層？是怎樣排布的？介紹磷脂分子的特點(diǎn)。2.磷脂分子在細(xì)胞膜中是如何排布的？閱讀資料，得出結(jié)論：細(xì)胞膜中脂質(zhì)是雙層的。以小組為單位討論磷脂分子在下列情況中的排列方式（從磷脂結(jié)構(gòu)分析）1.平鋪于水面上（空氣水界面）。2.細(xì)胞膜上。白板上匯報(bào)展示提出問(wèn)題，引起思考，激發(fā)思維探究的欲望，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。問(wèn)題3：蛋白質(zhì)位于磷脂雙分子層的什么位置呢？教師課件展示資料及模擬圖資料4：1959年，羅伯特森在電鏡下，看到了細(xì)胞膜清晰的暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)。提出“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”靜止模型的觀點(diǎn)。質(zhì)疑 靜態(tài)“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能呢?動(dòng)畫(huà)展示白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過(guò)程。蛋白質(zhì)鑲、嵌或橫跨磷脂雙分子層。展示圖片，白板標(biāo)注蛋白質(zhì)存在的三種方式。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的。閱讀學(xué)生思考舉例說(shuō)明記憶培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)，給予鞏固知識(shí)，學(xué)生發(fā)散性思維啟動(dòng)已有知識(shí)的空間。教師課件展示資料及動(dòng)畫(huà)資料5：人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)觀看，描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動(dòng)鑲嵌模型。提問(wèn)：根據(jù)前面的分析，小組合作畫(huà)出流動(dòng)鑲嵌模型。及時(shí)引導(dǎo)。動(dòng)畫(huà)展示流動(dòng)鑲嵌模型。學(xué)生通過(guò)歸納、總結(jié)，主動(dòng)獲得結(jié)構(gòu)模型的基本內(nèi)容。展示圖片介紹各種結(jié)構(gòu)名稱。流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1以磷脂雙分子層為基本支架。2蛋白質(zhì)在脂雙層上排布方式有三種：鑲在表面，嵌入其中或是橫跨整個(gè)雙分子層的。3磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。（圖片展示磷脂分子的運(yùn)動(dòng)方式是多樣的）4.大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性）。5細(xì)胞膜外表面，有一層細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（主要起到識(shí)別作用）補(bǔ)充糖脂描述模型的主要內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)歸納、總結(jié)，主動(dòng)獲得結(jié)構(gòu)模型的基本內(nèi)容。提升探究某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)，如果你是課題組成員，請(qǐng)你幫助完成相關(guān)問(wèn)題。 （1）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)？（）A成熟紅細(xì)胞 B神經(jīng)細(xì)胞C白細(xì)胞 D口腔上皮細(xì)胞（2）在制得成分中加入雙縮脲試劑，如果產(chǎn)生_反應(yīng)，即可以證明細(xì)胞成分中含有_。 （3）研究發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)容易通過(guò)細(xì)胞膜，非脂溶性物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難，這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有_。 （4）該實(shí)驗(yàn)表明，組成細(xì)胞膜的主要成分有_。（5）提取膜成分中的磷脂，將其鋪在空氣水界面上，測(cè)得磷脂占有面積為S，請(qǐng)預(yù)測(cè)紅細(xì)胞表面積的值接近于_。（6）如果選擇人的口腔上皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)，假設(shè)其表面積為S，則磷脂在空氣水界面上的面積 。為什么？ 。（7）如果不考慮操作難度，選擇 細(xì)胞也可以得到（5）的結(jié)論。思考、討論回答復(fù)習(xí)舊知識(shí)，鞏固新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。課堂小結(jié)一、生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：1.19世紀(jì)末，歐文頓提出：膜由 組成；2.20世紀(jì)初，化學(xué)分析得出：膜的成分是 和 ；3. 1925年，荷蘭科學(xué)家得出：脂質(zhì)分子是 的；4. 1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出： 的三層結(jié)構(gòu)；5. 1970年，用熒光標(biāo)記技術(shù)證明：膜具有 性；6. 1972年，桑格和尼克森提出： 模型。二、流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容：1.生物膜以 為基本支架；2.蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上的分布方式有： ；3.生物膜具有一定的 。深化記憶布置作業(yè)：學(xué)案上的相關(guān)習(xí)題。鞏固知識(shí)點(diǎn)七、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)等級(jí)評(píng)價(jià)目的優(yōu) 良 中 我能認(rèn)真聽(tīng)老師講課，聽(tīng)同學(xué)發(fā)言。能否認(rèn)真專注遇到我會(huì)回答的問(wèn)題都主動(dòng)舉手了。能否主動(dòng)參與發(fā)言時(shí)聲音響亮能否自由表達(dá)我能積極參與小組討論活動(dòng)，能與他人合作？能否善于合作善于思考，并能有條理地表達(dá)自己不同的看法。能否獨(dú)立思考我會(huì)指出同學(xué)錯(cuò)誤的解答是否敢于否定我能常得到老師的表?yè)P(yáng)、同學(xué)的贊賞。是否欣賞自我我能在不懂時(shí)向別人請(qǐng)教。是否敢于請(qǐng)教我已養(yǎng)成良好的完成作業(yè)的習(xí)慣能否獨(dú)立思考我能展開(kāi)豐富的想像理解教學(xué)內(nèi)容。是否富于想像我在學(xué)習(xí)的過(guò)程中感到快樂(lè)。是否興趣濃厚八、板書(shū)設(shè)計(jì)4.2 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1膜是由脂質(zhì)組成的；2膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成；3. 脂質(zhì)分子是連續(xù)雙層的；4. 羅伯特森得出：蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì) 靜態(tài)的三層結(jié)構(gòu)；5. 膜具有流動(dòng)性；6. 桑格和尼克森提出：流動(dòng)鑲嵌模型。二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.生物膜以磷脂雙分子層為基本支架；2.蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上的分布方式有：鑲在表面；全部或部分嵌入；橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。 3.生物膜具有一定的流動(dòng)性。九教學(xué)反思探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。我發(fā)現(xiàn)舉過(guò)多的學(xué)生不熟悉的的現(xiàn)代生物發(fā)展的例子來(lái)說(shuō)明這一問(wèn)題，效果并不好。因?yàn)閷W(xué)生不熟悉的例子，自然就不容易理解。所以在本節(jié)課中我把這一觀點(diǎn)穿插在五個(gè)資料分析中，比如讓他們根據(jù)細(xì)胞內(nèi)外的水環(huán)境這一特點(diǎn)推測(cè)兩層磷脂分子可能的排布結(jié)構(gòu)，讓他們分析“三明治”靜態(tài)結(jié)構(gòu)與一些生命現(xiàn)象