高中生物-生物膜的流動鑲嵌模型教學設計學情分析教材分析課后反思

學習過教師活動學生設計意

程活動圖

（首先將學生分為6個小組，請每綜合分

情景導小組推出中心發(fā)言人，以小組討論的形析所學

入式為主，來學習本節(jié)內(nèi)容。）知識，結(jié)將已有知

教師：同學們，大家都喜歡旅游嗎？合其他識轉(zhuǎn)化，并

無論人文建筑還是自然美景，離開生物途徑的激發(fā)學生

都毫無意義。生命是美麗的，生命系統(tǒng)聽聞聯(lián)學習興趣。

最基本的結(jié)構(gòu)單位是什么？系生活，

教師：我們上節(jié)課中所講述的質(zhì)壁分離思考、交

和復原的實驗，又能說明什么呢？流

教師：翟中和院士說：“我確信哪怕

一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計

出的任何智能電腦更精巧！”細胞的結(jié)

構(gòu)是怎樣的精巧呢，今天我們先學習細

胞膜的精巧！

目標展多媒體展示學習目標，強調(diào)重難明確目標，

示點。有的放矢

教師：人們對事物的認識是有一個過程

的，科學家當年正是懷著對物質(zhì)跨膜運

學輸現(xiàn)象產(chǎn)生的疑問，開始了對生物膜結(jié)

導構(gòu)的孜孜以求地探索。

結(jié)限于當時的技術條件，我們還不能親眼

合，看到生物膜，無法想像它的結(jié)構(gòu)是什么

深樣的，通過什么辦法進行第一步的探究

化呢？假想一下：如果你是當時的一位科

拓學家，你會怎樣去研究細胞膜的結(jié)構(gòu)？

展下面，就讓我們沿著科學家的足跡，各小組

和科學家一起來研究這個問題。代表上

第一組的展示材料：黑板展

時間：19世紀末,1895年。示預習

人物：歐文頓結(jié)果

實驗：用500多種化學物質(zhì)對植物

細胞的通透性進行過上萬次的實驗，發(fā)

現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一鍛煉學生

樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能信息提取

學溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進認清基能力

導入細胞。本結(jié)構(gòu)，

結(jié)教師：根據(jù)實驗，你能提出什么假觀察圖

合，說？形解答

深學生：提出假說：膜是由脂質(zhì)構(gòu)成問題

化的。教師：在得出結(jié)論之后，還有沒有

拓必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定

展呢？

學生：有必要，通過鑒定能更準確

地說明問題。

教師：直至20世紀初，科學家才能

第一次將細胞膜從哺乳動物紅細胞中

分離出來，化學分析表明，膜的主要成

分的確是磷脂和蛋白質(zhì)。從而以實驗說

明了歐文頓的假說是成立的，也就是說

假說是在實驗與觀察的基礎上提出來

的，同時又需要更進一步的實驗來證

明。

問題（2）：探究這些物質(zhì)是如何組

成膜的？

教師：通過我們對于前面知識的學

習，我們已經(jīng)知道，組成細胞膜的脂質(zhì)觀察圖

主要是磷脂。課本中給我們畫出了磷脂像，得出

的結(jié)構(gòu)，同學們首先觀察一下，組成磷結(jié)論。

脂的元素有哪些？

思考回

學生：C、H、0、N、Po

教師：磷脂分子是一種由甘油、脂肪答，擺放

酸和磷酸等所組成的分子，結(jié)構(gòu)既有疏模型

水基團（尾部），又有親水基團（頭部）。

中更黑得，

運用磷

脂的特

學所以，如果我們把磷脂分子平鋪在一個點，進行

導水和空氣的界面上，它的排布會怎么分析。

結(jié)樣？

合，學生分析回答，讓學生擺放手中的磷脂

深模型

化思考討

拓1___________1論

【教師總結(jié)】因為磷脂分子的“頭部”

展

親水，所以在水一空氣界面上磷脂分子

是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝

向空氣一面。這樣磷脂分子可以在空氣

和水的界面上展開為一層。

【探究問題】如果在一個燒杯中裝

滿水，在水中間有一滴油脂，我們想通

過磷脂分子實現(xiàn)對油滴的保護。此時，

磷脂分子的排布又會怎么樣？

學生思考回答，擺放模型：

【教師總結(jié)】磷脂分子的排布取決于

其所處的介質(zhì)的不同。在不同的介質(zhì)

中，選擇其疏水與親水的排布不同。

第二組展示材料：1925年兩位科思考討

學分離純化了紅細胞，從一定數(shù)量的紅論

細胞中抽提脂類，將脂質(zhì)鋪展在水和空

氣的界面上，形成單分子層，并比較展

層后的脂單層的面積和根據(jù)體積所推

算的總面積，發(fā)現(xiàn)提取的脂質(zhì)鋪展后所

測的面積同實際測量的紅細胞的表面在假設的

積之比為（1.8?2.2）：1,約為兩倍。基礎上，對

學教師：假如你是當時的科學家，當膜的形成

導你做實驗時發(fā)現(xiàn)單分子的磷脂分子正進行進一

結(jié)好是紅細胞表面積的兩倍時一，大膽地展步的剖析，

合，開你的想象力，你能做出什么假說？更增加學

深學生：細胞膜中的磷脂是兩層的。思考討生對膜結(jié)

化教師：那這兩層磷脂分子在細胞中論構(gòu)的認識。

拓又是怎樣排布的呢？

展我們先來推測一下，兩層排布時的

方式有多少種可能性。

【學生思考討論，通過模型擺放進

行探究】

第一種假設：K注重前后

知識聯(lián)系，

抽提信形成對比

第二種假設：K息，進行記憶。

推理

第一種假設4

【教師過渡語】帶著這三種假設，我們

分析資料三。

第三組展示的材料：人體內(nèi)含有大

量的液體，這些液體總稱為體液。分布

于細胞內(nèi)的液體稱為細胞內(nèi)液，分布于

細胞外的液體稱為細胞外液。

教師：根據(jù)資料三所給出的提示，

你能推測其細胞膜的磷脂分子應該如

學何排布嗎？

導學生：第二種假設合適。磷脂分子

結(jié)的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部

合，相對朝向內(nèi)側(cè)?；貞浺延?/p>

深【總結(jié)】磷脂雙分子層是生物膜的基本知識，尋找

化支架。思考討相關信息

拓【進一步探究問題11是否是所有論

展的細胞提取出其膜結(jié)構(gòu)，都能滿足以上

發(fā)現(xiàn)的，提取的磷脂鋪展后所測的面積

是實際測量的細胞的表面積的兩倍？

如果不是，理由是什么？數(shù)值又該怎么對照課

樣呢？本圖片，

學生：不是。因為有些細胞中含有逐一進

核膜和各種細胞器的膜。所以，不會是行分析

2倍的關系。這個比值應該大于2.

問題(3)：那蛋白質(zhì)和磷脂的位置

關系又是如何的呢？

第四組展示的材料：

羅伯特森的單位膜模型各個小

時間：1959年組根據(jù)

人物：羅伯特森流動鑲

嵌模型

的內(nèi)容

實驗：用超薄切片技術獲得了清晰糾正本

的細胞膜照片，顯示暗一亮一暗三層結(jié)組擺放

構(gòu)，厚約7.5nm,它由厚約3.5nm的的模型

學雙層脂質(zhì)分子和內(nèi)外表面各為厚約2

練nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。

結(jié)教師：所以單位膜結(jié)構(gòu)就像我們

合，吃的三明治一樣。是有三層結(jié)構(gòu)的。其培養(yǎng)學生

深中暗的為蛋白質(zhì)，亮的為脂質(zhì)。單位膜看圖能力

化結(jié)構(gòu)模型繼承了前人的有關結(jié)論，又成

拓功地利用了先進的電子顯微鏡的觀察

展結(jié)果作為證據(jù)。同時，羅伯特森提出真

核細胞與原核細胞具有相同的膜結(jié)構(gòu)。

但單位膜模型的主要不足在于：把

生物膜的結(jié)構(gòu)描述成靜止的、不變的，

這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。

問題(4)：有什么證據(jù)證明細胞膜

中的物質(zhì)不是靜態(tài)的呢？

學生：質(zhì)壁分離和復原、細胞的生

長、變形蟲的變形運動等。

第五組展示的材料：

熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實

驗

時間：1970年

人物：LarryFrye等

實驗：將人和鼠的細胞膜用不同熒

光抗體標記后，讓兩種細胞融合，雜種鍛煉學生

細胞一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒動手能力

光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體

均勻分布。

教師：通過本實驗，我們能提出什

么假說？

學生：細胞膜的蛋白質(zhì)具有流動性。

教師：很好，在繼承前人的結(jié)

論基礎上，結(jié)合新的觀察和實驗證據(jù)，

又有科學家提出一些關于生物膜的分

子結(jié)構(gòu)模型。其中1972年桑格和尼克

森提出的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所

接受。

教師：那流動鑲嵌模型的具體內(nèi)容

是如何的呢？

第六組展示的材料：

(1)磷脂雙分子層是生物膜的基本

支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向

兩側(cè)，疏水性的尾部相對朝向內(nèi)側(cè)。

(2)蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙

分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂

雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子

層。這里體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱

性。

■r\>Q

(3)在細胞膜的外側(cè)，有一層由細

胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)構(gòu)合形成的

糖蛋白，叫做糖被。糖被與細胞識別、

細胞間的信息交流有密切聯(lián)系。

b常由d

■F9Q99999^

(4)磷脂分子是可以運動的，具有

流動性。大多數(shù)的蛋白質(zhì)也是可以運動

的，也體現(xiàn)了膜的流動性。

【總結(jié)】細胞膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一

定的流動性細胞膜的功能特點：選擇

透過性

鞏固流動鑲嵌模型：

一、展示生物膜的流動鑲嵌模型圖

片并讓學生講解內(nèi)容

二、填空練習：

1、細胞膜的主要成分

f脂質(zhì)(脂最豐富)約占50%

約占40%

_____約占2%—10%

2、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：

（1）________構(gòu)成了膜的基本支

架，這個支架不是______的。

（2）磷脂雙分子層是輕油般的流

體，具有______性。

（3）蛋白質(zhì)分子有的—磷脂雙

分子表面，有的整個部分或全部一磷

脂雙分子層中，有的______整個磷脂雙

分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以_

_的。

三、思考題

1、在生物膜模型的建立和完善

過程中，你受到哪些啟示？

2、生物膜的流動鑲嵌模型是否

已完美無缺？說說你的看法。

四、觀看細胞膜的動態(tài)模型視頻

教師：生物膜的流動鑲嵌模型不可

能完美無缺。人類對自然界的認識永無

止境，隨著實驗技術的不斷創(chuàng)新和改

進，對膜的研究將更加細致入微，對膜

結(jié)構(gòu)的進一步認識將能更完善地解釋

細胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流

動鑲嵌模型。

布置作業(yè)

1.畫出細胞膜結(jié)構(gòu)橫切面模式圖并注

明各部分名稱

2.預習《第三節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健?/p>

并完成預習作業(yè)

【學情分析】

學生已學習了細胞的分子組成及真核細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)和主要的

功能，初步了解到細胞膜是最基本生命系統(tǒng)的邊界，主要由蛋白質(zhì)、

脂質(zhì)組成，并且已經(jīng)掌握了一定的生物學學習的方法和技巧，為本節(jié)

課進一步來探究細胞膜的知識奠定了基礎，學生是在高一年級上學期

學習這一模塊的，年齡較小，好奇心強，又往往具有盲目性，并對探

索科學的過程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考，我校學生整體成

績差，抽象思維能力不強。

【效果分析】

在學習本節(jié)內(nèi)容時，我?guī)ьI學生復習了脂類、蛋白質(zhì)等有關知識,

做直觀教具和有關的細胞結(jié)構(gòu)的動畫，認真設置問題，引導學生進行

細胞膜的組成、結(jié)構(gòu)與功能探究，在學生利用模型，動手操作去直接

擺放磷脂分子的排布的過程中調(diào)動了學生的探究思維，發(fā)揮了學生的

主體作用，使學生領悟到了科學的研究方法，總體效果良好，落實了

課程理念。

【教材分析】

“生物膜的流動鑲嵌模型”是人教版分子與細胞模塊第四章第二

節(jié)內(nèi)容。本章共三節(jié)，第一節(jié)主要說明細胞膜是選擇透過性膜，為什

么具有選擇透過性，這與膜的結(jié)構(gòu)有關，于是進入第二節(jié)內(nèi)容。而第

二節(jié)內(nèi)容又是解釋第三節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健钡幕A。這三節(jié)內(nèi)

容的內(nèi)在聯(lián)系是：功能一一結(jié)構(gòu)一一功能。由此可見，本節(jié)“生物膜

的流動鑲嵌模型”在第四章中起著承上啟下的作用，它是架起第二節(jié)

和第三節(jié)的一座橋梁，并體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定功能的生物學觀點。

本節(jié)主要包括了兩大部分內(nèi)容：

①科學家對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。這是一個很好的科學史教育

素材，通過引導學生一步一步地分析科學家的實驗和結(jié)論，宛如親歷

科學家探索的歷程，使學生切身感受科學的魅力，自然而然地接受流

動鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學生加深對科學過程和方法的理解,

明白科學發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過程，涉及到許多科學家的辛勤工

作；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說不

是一成不變的，需要不斷修正、發(fā)展和完善；科學發(fā)展與技術有很大

的關系，技術的進步可以更好地促進科學的發(fā)展。

②細胞膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對細胞膜結(jié)構(gòu)的假

說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍接受認同的，能較好地

解釋人們對細胞膜功能的認識，學生必須展開想象力，在頭腦中構(gòu)建

細胞膜的空間結(jié)構(gòu)，理解和掌握流動鑲嵌模型的基本要點，老師要運

用動畫展示讓學生形成流動性的認識，這對于更好的理解下一節(jié)物質(zhì)

跨膜運輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。

【評測練習】

一、基礎題

1、細胞膜的主要成分

(脂質(zhì)(—脂最豐富)約占50%

約占40%

約占2%—10%

2、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：

(1)構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架不是的。

(2)磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有性。

(3)蛋白質(zhì)分子有的—磷脂雙分子表面，有的整個部分或全部—

―磷脂雙分子層中，有的______整個磷脂雙分子層。