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

教學(xué)設(shè)計與反思課題：必修一 第四章 第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 科目： 生物教學(xué)對象： 高一學(xué)生課時： 1課時提供者： 單位： 一、教學(xué)內(nèi)容分析“生物膜的流動鑲嵌模型”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)跨膜運輸?shù)膶嵗彼从车纳锬ξ镔|(zhì)的進(jìn)出控制具有選擇性等知識有一定的聯(lián)系，并對第三節(jié)學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健弊髁酥R準(zhǔn)備。所以，這節(jié)的內(nèi)容安排很巧妙，對整個章節(jié)的知識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)家對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。這是一個很好的科學(xué)史教育素材，通過引導(dǎo)學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(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鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學(xué)生加深對科學(xué)過程和方法的理解，明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作；科學(xué)家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學(xué)學(xué)說不是一成不變的，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)胞膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說中，細(xì)胞膜的流動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細(xì)胞膜功能的認(rèn)識，學(xué)生必須展開想象力，在頭腦中構(gòu)建細(xì)胞膜的空間結(jié)構(gòu)，理解和掌握流動鑲嵌模型的基本要點，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。二、教學(xué)目標(biāo)1. 知識與技能（1）認(rèn)識生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程（2）簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容（3）舉例說明生物膜具有的流動性特點2過程與方法（1）分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程，嘗試提出問題，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)度與價值觀（1）使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點（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)展的觀點看待科學(xué)，樹立辨證的科學(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，為本節(jié)知識的學(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，對事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對探索科學(xué)的過程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計本節(jié)內(nèi)容主要包括對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程和生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(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)觀察分析實驗現(xiàn)象提出假設(shè)實驗驗證再分析”的教學(xué)環(huán)節(jié)，融合運用引導(dǎo)啟發(fā)、觀察分析、對比歸納、聯(lián)系實例等方法，配以多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實驗現(xiàn)象，大膽的提出實驗假設(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，保持強烈的探究科學(xué)的激情和興趣，自然地接受流動鑲嵌模型的理論。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)過程和方法的教育。五、教學(xué)重點及難點1.教學(xué)重點（1）科學(xué)家對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。（2）生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2.教學(xué)難點探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。六、教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖展示課題及學(xué)習(xí)目標(biāo)（板書：$4.2生物膜的流動鑲嵌模型）（板書：學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 認(rèn)識生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程2. 簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3. 舉例說明生物膜具有的流動性特點）引言：如果有“時光機器”，將此刻的你送回19世紀(jì)，你會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單表示實驗結(jié)果。資料1：19世紀(jì)末，歐文頓(E.Overton)用500多種物質(zhì)進(jìn)行上萬次實驗，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)更容易通過細(xì)胞膜。引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。課件展示問題：設(shè)問 1.最初認(rèn)識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？3.那為什么一開始不直接對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？指出歐文頓得出的結(jié)論是假說，假說是需要驗證的。得出結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的?；卮饐栴}1.通過對現(xiàn)象的推理分析。2.有必要，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題3.當(dāng)時的技術(shù)不能實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的能力、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”是怎樣提出來的。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物的紅細(xì)胞中分離出來，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1.我們以前學(xué)習(xí)過，其中脂質(zhì)中最豐富的是什么？2.為什么是哺乳動物的紅細(xì)胞而不是其它細(xì)胞？閱讀資料，思考老師提問?；卮饐栴}1.磷脂。2.因為哺乳動物的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器。對科學(xué)過程和方法的理解學(xué)生表達(dá)能力得到進(jìn)一步提高問題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)生分析實驗現(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，測得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。設(shè)問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。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。白板上匯報展示提出問題，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)生主動獲取知識的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。問題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。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?動畫展示白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程。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稱的。閱讀學(xué)生思考舉例說明記憶培養(yǎng)學(xué)生問題意識，給予鞏固知識，學(xué)生發(fā)散性思維啟動已有知識的空間。教師課件展示資料及動畫資料5：人鼠細(xì)胞融合實驗觀看，描述實驗結(jié)果，分析實驗結(jié)論培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的能力、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驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動鑲嵌模型。提問：根據(jù)前面的分析，小組合作畫出流動鑲嵌模型。及時引導(dǎo)。動畫展示流動鑲嵌模型。學(xué)生通過歸納、總結(jié)，主動獲得結(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雙分子層的。3磷脂分子是可以運動的，具有流動性。（圖片展示磷脂分子的運動方式是多樣的）4.大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。（也體現(xiàn)了膜的流動性）。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。（主要起到識別作用）補充糖脂描述模型的主要內(nèi)容。學(xué)生通過歸納、總結(jié)，主動獲得結(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，請你幫助完成相關(guān)問題。 （1）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實驗？（）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)容易通過細(xì)胞膜，非脂溶性物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難，這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有_。 （4）該實驗表明，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，測得磷脂占有面積為S，請預(yù)測紅細(xì)胞表面積的值接近于_。（6）如果選擇人的口腔上皮細(xì)胞作為實驗，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，鞏固新知識，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。鞏固知識點七、教學(xué)評價設(shè)計評價內(nèi)容評價等級評價目的優(yōu) 良 中 我能認(rèn)真聽老師講課，聽同學(xué)發(fā)言。能否認(rèn)真專注遇到我會回答的問題都主動舉手了。能否主動參與發(fā)言時聲音響亮能否自由表達(dá)我能積極參與小組討論活動，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。能否獨立思考我會指出同學(xué)錯誤的解答是否敢于否定我能常得到老師的表揚、同學(xué)的贊賞。是否欣賞自我我能在不懂時向別人請教。是否敢于請教我已養(yǎng)成良好的完成作業(yè)的習(xí)慣能否獨立思考我能展開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)的過程中感到快樂。是否興趣濃厚八、板書設(shè)計4.2 生物膜的流動鑲嵌模型一、對生物膜結(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. 膜具有流動性；6. 桑格和尼克森提出：流動鑲嵌模型。二、流動鑲嵌模型的基本內(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；橫跨整個磷脂雙分子層。 3.生物膜具有一定的流動性。九教學(xué)反思探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點是本節(jié)教學(xué)的難點。我發(fā)現(xiàn)舉過多的學(xué)生不熟悉的的現(xiàn)代生物發(fā)展的例子來說明這一問題，效果并不好。因為學(xué)生不熟悉的例子，自然就不容易理解。所以在本節(jié)課中我把這一觀點穿插在五個資料分析中，比如讓他們根據(jù)細(xì)胞內(nèi)外的水環(huán)境這一特點推測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