《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計(jì)一教材分析生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是新課標(biāo)人教版高中生物必修一第四章第二節(jié)內(nèi)容。在此之 前的第一章和第二章介紹了構(gòu)成生物體的化學(xué)元素和各種化合物，將生命的物質(zhì)基礎(chǔ)呈現(xiàn)給 了學(xué)生。第三章開始，學(xué)生開始接觸生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一一細(xì)胞，從細(xì)胞水平了解生物體，為 后面新陳代謝等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容是系統(tǒng)理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的第一步，起著承上啟 下的作用。要學(xué)好本節(jié)內(nèi)容，必須讓學(xué)生建立起“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一最基本的生物學(xué) 觀點(diǎn)，并初步學(xué)會(huì)運(yùn)用這一觀點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)推理。同時(shí)，本節(jié)內(nèi)容還蘊(yùn)含有較豐富的科學(xué)史料, 利用這些材料還能較好地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的思

2、路和 方法。二教學(xué)目標(biāo)1知識與技能 通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。 舉例說明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)。 簡述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2. 過程與方法 通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，學(xué)習(xí)做出假設(shè)。 發(fā)揮空間想象力，通過制作模型，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 生物膜結(jié)構(gòu)的研究是立足于生物膜所具有的功能特點(diǎn)上開展的，樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辯證唯物主義自然觀。 正確認(rèn)識科學(xué)價(jià)值觀，理解假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。 正確認(rèn)識實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展中的作用。三教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教

3、學(xué)重點(diǎn)：流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn)：探討在建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程中如何體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點(diǎn)；四教具準(zhǔn)備多媒體課件，導(dǎo)學(xué)案五教學(xué)策略本節(jié)內(nèi)容利用科學(xué)史料還原科學(xué)探究過程，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，將建構(gòu)主義理論 運(yùn)用到生物學(xué)教學(xué)中，把以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，使學(xué)生能充分體驗(yàn)研究性學(xué)習(xí) 的過程，領(lǐng)悟項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基本方法。因此，本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)將生物膜的結(jié)構(gòu)探究過程分為三 個(gè)項(xiàng)目來完成，即：探究生物膜中的磷脂；探究細(xì)生物中的蛋白質(zhì)；探究磷脂和蛋白質(zhì)的組 合方式及特點(diǎn)。五教學(xué)過程1創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入主題多媒體展示白細(xì)胞吞噬病菌的過程，教師設(shè)問：白細(xì)胞吞噬病菌的過程與細(xì)胞的什么結(jié) 構(gòu)有關(guān)系

4、？經(jīng)學(xué)生分析后，教師引導(dǎo)出這與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。教師繼續(xù)設(shè)問：細(xì)胞膜的結(jié) 構(gòu)到底是怎樣的呢？引入課題。從白細(xì)胞吞噬病菌的例子引入課題，體現(xiàn)了“注重與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系”的新課程理念， 同時(shí)也讓學(xué)生初步建立“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一基本觀點(diǎn)。2進(jìn)行項(xiàng)目活動(dòng)，探究生物膜的結(jié)構(gòu)（1）項(xiàng)目活動(dòng)一：探究生物膜的成分一一脂質(zhì)和蛋白質(zhì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【展示資料一】1895 年，E.Overton 選用 500 多種 化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行 上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)：凡是可溶于脂質(zhì) 的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易穿 過細(xì)胞膜?！咎岢鰡栴}】根據(jù)E.Overton所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象，你們能得出什么結(jié)論？

5、【說明】生物膜中含有脂質(zhì)，后來確定為磷 脂?！舅伎肌孔畛跽J(rèn)識到細(xì)胞膜是脂質(zhì)組成 的是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過 對膜成分的提取和鑒定？【呈現(xiàn)科學(xué)史料】科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但 會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白 酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。【提出問題】生物膜中還有什么成分？【小結(jié)】生物膜中還含有蛋白質(zhì)。同時(shí)需說 明，后來的研究發(fā)現(xiàn)生物膜中還有少量 的糖類。因此生物膜的主要成分為磷脂 和蛋白質(zhì)。閱讀，理解。思考，回答：生 物膜中含有脂質(zhì)。思考，回答：是通 過對現(xiàn)象的推理分 析閱讀，理解。思考，分析，得出 結(jié)論：生物膜中還 含有蛋白質(zhì)。讓學(xué)生根據(jù)所 學(xué)的相似相溶原 理來分析和解決

6、問題，培養(yǎng)學(xué)生的 推理能力。培養(yǎng)學(xué)生演繹 推理能力和提出 問題，作出假設(shè)的 能力，體驗(yàn)科學(xué)研 究的一般過程。(2)項(xiàng)目活動(dòng)二：探究生物膜中磷脂的排列方式教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【提出問題】磷脂在生物膜上是怎么排列的？【展示】教師展示磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，指 出磷脂分子親水性頭部和疏水性尾部?！緞?chuàng)設(shè)情境，提出問題】假設(shè)現(xiàn)有一燒杯，里面裝有清水， 還有許多磷脂分子，思考和討論磷脂分 子在空氣-水界面和水中的可能的排列 方式?！军c(diǎn)評】對學(xué)生所畫的排列方式進(jìn)行點(diǎn)評， 并由學(xué)生自己分析如此排列的原因?！驹O(shè)疑啟發(fā)】正常情況下生物膜處于什么環(huán) 境？那么理論上說，生物膜中的磷脂如 何排列？教師指出，理論需要實(shí)驗(yàn)

7、的支 持?！境尸F(xiàn)科學(xué)史料】1925年,E.Gorter 和 F.Grendel 用 丙酮抽提紅細(xì)胞細(xì)胞膜中的脂類物質(zhì) 在水面鋪成單分子層，聚攏后測得的總 面積是紅細(xì)胞總面積的2倍?！军c(diǎn)評】實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持了磷脂分子排列為 雙層的結(jié)論。分組討論，并動(dòng) 手畫出磷脂分子的 可能排列方式。分析自己所畫的 排列方式是否正 確，原因是什么？分析，回答：生 物膜中磷脂構(gòu)成雙 分子層。而且是尾 對尾的排列。啟發(fā)，過渡。培養(yǎng)學(xué)生的演 繹推理能力。啟發(fā)，過渡通過經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 進(jìn)行探究活動(dòng)的 評價(jià)和驗(yàn)證，使學(xué) 生獲得成功的體 驗(yàn)。(3)項(xiàng)目活動(dòng)三：探究蛋白質(zhì)分子的排列方式教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【提出疑問】那么蛋白質(zhì)分子在

8、生物膜上又是如 何排列的？指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容。思考【呈現(xiàn)資料】閱讀，羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜觀察，了解技術(shù)進(jìn)步對清晰的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。大膽提出理解科學(xué)研究發(fā)展的作生物膜的模型：所有的生物膜都是由蛋用。白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成思考回答：蛋白的，是靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。質(zhì)排列在磷脂的兩介紹電子顯微鏡工作原理：電子顯 微鏡是用電子束來照射被檢驗(yàn)樣品。由 于樣品對電子有不同散射度，因蛋白質(zhì)側(cè)。電子密度咼，故顯灰暗；因磷脂分子的 電子密度低，故顯光亮?！咎岢鰡栴}】你認(rèn)為蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上如 何排布？【呈現(xiàn)資料】科學(xué)史料：隨著科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了 一種新技術(shù)：冰凍蝕刻(冰凍斷裂)技術(shù)

9、標(biāo)本用干冰等冰凍后，用冷刀斷開， 升溫后暴露斷裂面。科學(xué)家利用這種 技術(shù)得到了生物膜的斷面，并由此畫出 了生物膜的斷面示意圖：【提出問題】假設(shè)是你，你認(rèn)為蛋白質(zhì)在磷脂雙 分子層上如何排布？【小結(jié)】蛋白質(zhì)分子或鑲嵌于磷脂雙分子 層，或貫穿整個(gè)磷脂雙分子層。思考回答：蛋白 質(zhì)不僅排列在磷脂 的兩側(cè)，有的還嵌 入磷脂雙分子層 中。(4)項(xiàng)目活動(dòng)四：探究生物膜的結(jié)構(gòu)特性教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【提問】生物膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分 子都是靜止的嗎？【呈現(xiàn)】白細(xì)胞吞噬病困的動(dòng)態(tài)過程科學(xué)史料：1970年，F(xiàn)rye和Edidin的人一鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)：融合 后的細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā) 綠色熒光。將細(xì)胞放在

10、37C培養(yǎng) 40min后，兩種顏色均勻分布在融合 后的生物膜表面。【說明】生物膜中的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng) 的，并進(jìn)一步說明磷脂分子也是可以 運(yùn)動(dòng)的?！拘〗Y(jié)】生物膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都 是運(yùn)動(dòng)的。因此，生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 是具有流動(dòng)性。閱讀，觀看，分 析，得出結(jié)論：生 物膜是運(yùn)動(dòng)的。回到白細(xì)胞吞噬 病菌的例子，繼續(xù)對 學(xué)生強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)與功 能相適應(yīng)”的觀點(diǎn)。 同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生不能 一概地相信權(quán)威，要 大膽提出質(zhì)疑，并用 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)來證明 實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(5)項(xiàng)目活動(dòng)五：總結(jié)流動(dòng)鑲嵌模型的主要內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【展示資料】1972年桑格和尼克森提出的流動(dòng) 鑲嵌模型。學(xué)生觀察后，閱 讀流動(dòng)鑲嵌模型培

11、養(yǎng)學(xué)生的總結(jié) 能力的主要內(nèi)容。畫出 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的簡 圖。(5)項(xiàng)目活動(dòng)六：課堂小結(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教師引導(dǎo)思考生物膜的流動(dòng)鑲嵌 模型疋不疋就兀美無缺了 呢？在生物膜模型的建立和 完善過程中，你受到哪些 啟示？分析生物膜模型的 建立過程中，結(jié)構(gòu)和功能 相適應(yīng)是如何體現(xiàn)的？回顧生物膜的探究歷程學(xué)生思考回答使學(xué)生對生物膜 的探究歷程形成一 個(gè)整體的認(rèn)識?？偨Y(jié)結(jié)構(gòu)與功能相 適應(yīng)的觀點(diǎn)；人類對 自然的認(rèn)識是永無 止境的六板書設(shè)計(jì)一生物膜的組成成分生物膜的流動(dòng)鑲崁模型脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類(少)生物膜的結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性【教后反思】1 盡量為學(xué)生創(chuàng)造探究活動(dòng)的機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)上主要突出科學(xué)史教 育，經(jīng)過教師精心設(shè)計(jì)，將各位科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的資料，再加工成一連串環(huán)環(huán)相扣的問題來引導(dǎo) 學(xué)生探究，讓學(xué)生身臨其境，仿佛自己就是科學(xué)家在進(jìn)行研究，從中學(xué)習(xí)模型建構(gòu)方法：實(shí) 驗(yàn)、推理想象一提出假說一進(jìn)一步驗(yàn)證完善一不斷發(fā)展；正確認(rèn)識實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促 進(jìn)科學(xué)的發(fā)展中的作用；總結(jié)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。2保護(hù)學(xué)生的自尊心，培育學(xué)生創(chuàng)造的激情。教師必須設(shè)置好探究歷程的梯度（如，補(bǔ) 充磷脂分子結(jié)構(gòu)與特性的知識），并且