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)【教材分析】人教版必修1第4章共3節(jié)內(nèi)容，第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例，第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型，第3節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健５?節(jié)主要說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜，膜為什么具有選擇透過性？這與膜結(jié)構(gòu)有關(guān)，膜結(jié)構(gòu)又是解釋物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的基礎(chǔ)。這3節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系是：功能結(jié)構(gòu)功能。由此可見，本節(jié)內(nèi)容在第4章中起著承上啟下的作用，有助于幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。本節(jié)主要包括兩大部分內(nèi)容：1、科學(xué)家對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。利用科學(xué)史教育素材，通過引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)家們的實(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，加深對科學(xué)過程和方法的理解，明白科

2、學(xué)發(fā)現(xiàn)是長期的過程；科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理，還必須通過實(shí)踐驗(yàn)證；科學(xué)學(xué)說并非一成不變，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。2、生物膜的流動(dòng)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(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍認(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，通過制作模型等，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)，理解和掌握生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本要點(diǎn)?！窘虒W(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

3、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。【教學(xué)重點(diǎn)】流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】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(diǎn)。【教學(xué)方法】談話法、探究法【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、制作生物膜模型的廢舊物品（包裹中藥丸的球形蠟殼、電線、解剖針、泡沫塑料等）

4、【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】【教學(xué)實(shí)施的程序】學(xué)生活動(dòng)教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖1. 回憶細(xì)胞膜的功能有哪些？上節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn) 說明細(xì)胞膜的什么功能？細(xì)胞膜具有彈性嗎？ 細(xì)胞膜對物質(zhì)的選擇性吸收是否與其特定的結(jié)構(gòu)相關(guān)？細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？大屏幕演示：正常的洋蔥表皮細(xì)胞與滲透作用失水后的圖像（前后自身對照）創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入2.閱讀資料探究，小組討論合作學(xué)習(xí)（1）從生理功能入手的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)一：1895年E.Overton用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過細(xì)胞膜；而非脂溶性分子則難以通過。問題：你能推測出什么結(jié)

5、論？問題：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？問題：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？實(shí)驗(yàn)二：20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不但會(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。問題：你能推測出什么結(jié)論？問題：在此實(shí)驗(yàn)中為什么要選用紅細(xì)胞膜來進(jìn)行分析？實(shí)驗(yàn)三：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提紅細(xì)胞膜脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)：將抽提出的脂質(zhì)在空氣水界面上鋪成單分子層，測得其分子所占的面積相當(dāng)于所用的紅細(xì)胞表面積的2倍。問題：你能推測出什么結(jié)論

6、？問題：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會(huì)排列為連續(xù)兩層呢？細(xì)胞膜中的磷脂分子會(huì)排列成怎樣兩層呢？畫出來進(jìn)行比較哪種情況膜穩(wěn)定性強(qiáng)？小結(jié)與思考討論對膜的研究為什么是從生理功能入手？脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置？多媒體課件演示相關(guān)內(nèi)容學(xué)生小組討論后，推選代表發(fā)言學(xué)生評價(jià)、教師評價(jià)“提出假說”的科學(xué)方法介紹。主要是限于當(dāng)時(shí)的條件。實(shí)驗(yàn)、推理想象假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善。開始學(xué)習(xí)模型建構(gòu)的方法。假說是怎樣提出的。（2）單位膜模型的提出實(shí)驗(yàn)四：1959年，J.D.Robertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細(xì)胞膜暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)，提出單位膜結(jié)構(gòu)模型。問題：單位膜結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容是什么？問題：單位膜結(jié)構(gòu)

7、有什么缺陷？問題：有哪些證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動(dòng)的呢？展示20世紀(jì)50年代電子顯微鏡誕生后拍攝的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片洋蔥表皮細(xì)胞滲透作用失水圖片人的紅細(xì)胞滲透作用吸水漲破的圖片胞吞胞吐的圖片引導(dǎo)學(xué)生觀察后思考了解技術(shù)進(jìn)步對科學(xué)研究發(fā)展的作用（3）新技術(shù)帶來新模型實(shí)驗(yàn)五：展示1970年L.D.Frye和H.Edidin的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。問題：該實(shí)驗(yàn)表明什么？根據(jù)已有的生物知識或生活經(jīng)驗(yàn)，你能列舉哪些證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)。實(shí)驗(yàn)六：動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，磷脂雙分子層的厚度變小。問題：說明什么？實(shí)驗(yàn)七：展示1972年桑格和尼克森提出的流動(dòng)鑲嵌模型示意圖問題：細(xì)胞膜的組成成分？細(xì)胞膜的基本

8、支架？蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)？探究思路引導(dǎo)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，必然體現(xiàn)在膜的形狀變化或其上分子的運(yùn)動(dòng)。如白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程；變形蟲的偽足運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；受精時(shí)細(xì)胞的融合過程；動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)細(xì)胞膜的縊裂過程；提出技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了假說發(fā)展著技術(shù)進(jìn)步，假說不斷被修正和完善。突出模型建構(gòu)方法：實(shí)驗(yàn)、推理想象提出假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善不斷發(fā)展。了解技術(shù)進(jìn)步對科學(xué)研究發(fā)展的作用小結(jié)19世紀(jì)末，歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由_組成的。20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由_和_組成。1925年，荷蘭科學(xué)家得出：脂質(zhì)分子是 層分布的；1959年，羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模

9、型：所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)組成；1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有 性；1972年桑格和尼克森提出1972年，桑格和尼克森提出了 模型.模型。思考生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型的探索過程，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到怎樣的作用？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？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識、再實(shí)踐、再認(rèn)識，使人類一步步接近生物膜的真相總結(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3.閱讀有

10、關(guān)生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的正文，填寫組成成分：磷脂、蛋白質(zhì)、糖類基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分布：覆蓋、鑲嵌、貫穿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性功能特點(diǎn)：選擇透過性4畫細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的簡圖，并注明主要分子的名稱5利用廢舊物制作生物膜模型，交流6課后延伸利用互聯(lián)網(wǎng)搜索科學(xué)家對生物膜研究的最新進(jìn)展資料，并通過自己的加工將資料整理出來，拿到班上相互交流動(dòng)畫演示生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型個(gè)別學(xué)生板演，師生評價(jià)指導(dǎo)，展示優(yōu)秀模型，總結(jié)歸納流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。強(qiáng)化流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。板書設(shè)計(jì)：4.2生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一、 生物膜結(jié)構(gòu)的探索過程二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1. 組成成分：磷脂、蛋白質(zhì)、糖類2. 基本支

11、架：磷脂雙分子層3. 蛋白質(zhì)分布：覆蓋、鑲嵌、貫穿4. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性5. 功能特點(diǎn)：選擇透過性 【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)、推理想象提出假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善不斷發(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），并且不能超出學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)