高中生物-第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計(jì)教師：同學(xué)們，通過(guò)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，我們想制作細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，在選擇細(xì)胞膜的材料時(shí)我們遇到了難題，塑料袋、普通布和彈力布，我們?cè)撨x擇哪種呢？學(xué)生：細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，有些物質(zhì)能通過(guò)，有些物質(zhì)不能通過(guò)，所以塑料袋不合適。普通布沒(méi)有彈性，而我們?cè)谫|(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)生物膜是有彈性的，所以我們選擇彈力布。教師組織學(xué)生用手指觸摸卵黃膜，親身感受細(xì)胞膜的存在和彈性。教師：細(xì)胞膜究竟有什么樣的結(jié)構(gòu)決定了它能具有選擇透過(guò)性，能有彈性呢？引出課題：第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型【師生互動(dòng)】對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程為什么生物膜能控制物質(zhì)的進(jìn)出呢？這與生物膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？科學(xué)家就是帶著這樣的疑問(wèn)，開始了對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索。多媒體展示材料一資料一：時(shí)間:19世紀(jì)末人物：歐文頓(E.Overton）實(shí)驗(yàn)：用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過(guò)上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(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)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。教師:如果你是歐文頓看到這樣的現(xiàn)象能幫助我們提煉出什么樣的結(jié)論呢?學(xué)生:細(xì)胞膜的成分中有脂質(zhì)成分。教師：同學(xué)們得出的結(jié)論正好與歐文頓的結(jié)論一樣。那么，你們的這個(gè)結(jié)論是根據(jù)現(xiàn)象的推理還是通過(guò)對(duì)膜成分的提取和鑒定？學(xué)生：是從生理功能上入手，通過(guò)推理分析得出的。教師：那么在通過(guò)推理得出結(jié)論后還需要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取分離和鑒定呢？學(xué)生：有必要。只有通過(guò)鑒定才更準(zhǔn)確。教師：那么為什么歐文頓一開始不對(duì)膜的成分進(jìn)行鑒定呢？學(xué)生：當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件不能實(shí)現(xiàn)。教師：確實(shí)如此。由此可見技術(shù)對(duì)于科學(xué)研究的重要性。直到20世紀(jì)初，科學(xué)家才能從哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中將膜分離出來(lái)。多媒體展示材料二資料二:20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(lái)，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。教師：你能推測(cè)出什么結(jié)論？學(xué)生：說(shuō)明細(xì)胞膜的成分除有脂質(zhì)還有蛋白質(zhì)。教師：到此科學(xué)家已經(jīng)知道了生物膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，那么這些分子是如何排列形成特定結(jié)構(gòu)的生物膜的呢？多媒體展示材料三資料三：1925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(cè)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。教師：你能推測(cè)出什么結(jié)論？學(xué)生：脂質(zhì)分子在細(xì)胞膜中是排列成兩排的。教師：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會(huì)排列為連續(xù)兩層呢？又是如何排列的呢？細(xì)胞膜中含量最豐富的是磷脂，磷脂分子的結(jié)構(gòu)有親水的頭部和疏水性的尾部。多媒體展示材料四：（磷脂分子和其在空氣水界面上的分布情況）教師：利用已有的知識(shí)推理和想象，提出許多磷脂分子被攪動(dòng)后在水溶液中形成的穩(wěn)定排布假說(shuō)，并用畫圖來(lái)表達(dá)。展示學(xué)生小組活動(dòng)結(jié)果，引導(dǎo)交流相互評(píng)價(jià)。

（攪動(dòng)后在水溶液中形成的穩(wěn)定排布是形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體和形成球狀的微團(tuán)）提問(wèn)：1、由攪動(dòng)后在水溶液中形成的雙層脂分子的球形脂質(zhì)體，內(nèi)外都有水環(huán)境，那么細(xì)胞膜內(nèi)外是什么環(huán)境？2、如果把球型的脂質(zhì)體展開為單分子層大家推測(cè)他們的面積比例是？學(xué)生通過(guò)討論得到細(xì)胞膜中磷脂的排布方式：教師：那么其中的蛋白質(zhì)分子是如何分布的呢？20世紀(jì)40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測(cè)脂質(zhì)兩邊覆蓋著蛋白質(zhì)。直到20世紀(jì)50年代，電子顯微鏡誕生，科學(xué)家用它來(lái)觀察細(xì)胞膜。多媒體展示材料五資料五1959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)，大膽提出生物膜的模型：所有生物膜都由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)資料來(lái)構(gòu)建生物膜的結(jié)構(gòu)圖。教師：這樣的模型特征與我們學(xué)過(guò)的生物學(xué)知識(shí)有矛盾的地方嗎？組織小組討論，得出結(jié)論。學(xué)生：細(xì)胞的膨脹和皺縮，植物細(xì)胞的植壁分離與復(fù)原，變形蟲的運(yùn)動(dòng)，分泌蛋白的形成和分泌，白細(xì)胞吞噬病菌等都說(shuō)明細(xì)胞膜不是靜態(tài)的。教師：很好。隨著科技的進(jìn)步科學(xué)家多生物膜的研究日益深入，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面的，有的是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的。指導(dǎo)學(xué)生修改細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)圖。展示材料六資料六：1970年L.D.Frye和H.Edidin的人——鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。教師：該實(shí)驗(yàn)表明什么？學(xué)生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明組成生物膜的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的。多媒體展示材料七資料七：磷脂分子在不同溫度下的運(yùn)動(dòng)情況（flash演示）教師：資料說(shuō)明了什么？六七兩個(gè)資料共同說(shuō)明了生物膜具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？學(xué)生：說(shuō)明磷脂分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。說(shuō)明生物膜具有一定的流動(dòng)性。教師：1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。多媒體展示材料八流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容來(lái)完善生物膜的結(jié)構(gòu)圖。教師小結(jié)：1．膜主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成，還有少量多糖。2．膜的基本支架：磷脂雙分子層（親水頭部朝外，疏水尾部朝內(nèi)）3．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(gè)磷脂雙分子層，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系，體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性。4．膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有流動(dòng)性（磷脂和大部分的蛋白質(zhì)分子都是可以運(yùn)動(dòng)的）課后拓展生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是已經(jīng)非常完善了呢？有沒(méi)有什么局限呢？還有其他被人們接受的新模型嗎？請(qǐng)利用互聯(lián)網(wǎng)搜索科學(xué)家對(duì)生物膜研究的新進(jìn)展情況，通過(guò)小組內(nèi)部的組織和加工在班級(jí)中進(jìn)行交流。板書設(shè)計(jì)一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1、歐文頓的實(shí)驗(yàn)：膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。

2、化學(xué)分析表明，膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。3、膜中的脂質(zhì)分子排布成連續(xù)兩層。4、羅伯特森的“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。5、小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)

：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。6、桑格和尼克森提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。

二、流動(dòng)鑲嵌模型的具體內(nèi)容1.內(nèi)容2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性3.功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性學(xué)情分析了解學(xué)生掌握學(xué)情是展開教學(xué)的基礎(chǔ)。我們的學(xué)生是高中一年級(jí)的學(xué)生，他們?cè)谕ㄟ^(guò)初中的生物學(xué)知識(shí)的積累，以及通過(guò)前三章的學(xué)習(xí)，學(xué)到了很多知識(shí)，也掌握一定的生物學(xué)學(xué)習(xí)的方法和技巧，為本節(jié)的學(xué)習(xí)奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。從學(xué)生的年齡特征來(lái)分析，我的學(xué)生已經(jīng)初步具有獨(dú)立思考的能力和抽象思維能力，這寫些都能幫助他們更好理解本節(jié)比較抽象的細(xì)胞膜的模型——“流動(dòng)鑲嵌模型”。效果分析《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》這一節(jié)內(nèi)容，我主要通過(guò)前期精心的設(shè)計(jì)特別是在分析科學(xué)家的代表性實(shí)驗(yàn)上重點(diǎn)下功夫，使得學(xué)生能夠積極參與、共同探討分析從而得出相關(guān)結(jié)論，掌握相關(guān)知識(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理分析的能力。在課堂教學(xué)過(guò)程中，我首先利用多媒體展示的動(dòng)態(tài)圖片充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。一方面調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)引起學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望，進(jìn)行更廣泛和深入的思考。其次在本節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)主要突出科學(xué)史實(shí)教育。我將多位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過(guò)程加工成一連串環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生探究，讓學(xué)生身臨其境，親自動(dòng)手模擬幾個(gè)代表性實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，體會(huì)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——提出假說(shuō)——進(jìn)一步驗(yàn)證完善——不斷發(fā)展的科學(xué)方法。學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)科學(xué)家研究的邏輯性和嚴(yán)密性，認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的漫長(zhǎng)和不易，進(jìn)而正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)研究發(fā)展中的重要作用。最后學(xué)生們將自己親手制作的靜態(tài)模型與多媒體動(dòng)畫展示的動(dòng)態(tài)模型結(jié)合起來(lái)，共同總結(jié)并歸納流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。一靜一動(dòng)，相得益彰。學(xué)生們不僅在課堂上展示了自己制作的生物膜模型，還結(jié)合多媒體的優(yōu)勢(shì)掌握了生物膜的真實(shí)結(jié)構(gòu)。既鍛煉了自己動(dòng)腦動(dòng)手能力又使自己的推理分析能力得到了提高。這節(jié)課的內(nèi)容較為抽象，高一學(xué)生不易理解，需要通過(guò)教師的引導(dǎo)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的探索過(guò)程，進(jìn)而在自主探索中獲取知識(shí)。我在設(shè)計(jì)時(shí)既有小組討論學(xué)習(xí)，又注意通過(guò)多媒體課件、學(xué)生制作模型等手段讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)腦、動(dòng)手等多樣化的學(xué)習(xí)方式，重在落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)三維目標(biāo)的要求。課堂上，學(xué)生分組討論，積極配合模型的制作與展示，對(duì)學(xué)生合作探究能力的培養(yǎng)起到了很好的促進(jìn)作用。教材分析《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》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)內(nèi)容。這一節(jié)回答了“為什么薄薄的細(xì)胞膜能夠選擇性的透過(guò)物質(zhì)，控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞”，順承了第一節(jié)的內(nèi)容；同時(shí)，這一節(jié)詳細(xì)的介紹細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，這為第三節(jié)《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健返膶W(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，這也體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)。因此，這一節(jié)在第四章中起著承上啟下的作用，它是架起第一節(jié)和第三節(jié)的一座橋梁。另外，這一節(jié)內(nèi)容還與第二章中的“化合物”和第三章中的“細(xì)胞膜”、“生物膜系統(tǒng)”等內(nèi)容又有一定的聯(lián)系。如果學(xué)生能夠通過(guò)這節(jié)的學(xué)習(xí)，建立起與前邊知識(shí)的聯(lián)系，對(duì)于鞏固前一部分知識(shí)和理解這節(jié)內(nèi)容都有很大的幫助。評(píng)測(cè)練習(xí)1．生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，功能特點(diǎn)為。2．科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：脂溶性的物質(zhì)能優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，并且細(xì)胞膜能被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解。這些事實(shí)說(shuō)明，組成細(xì)胞的物質(zhì)中有。3．科學(xué)家用丙酮提取了細(xì)胞膜的脂質(zhì)，并將它在空氣與水的界面上展開時(shí)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)但分子層的面積正好是紅細(xì)胞表面積的2倍，由此可以認(rèn)為。4．生物膜的流動(dòng)模型認(rèn)為，構(gòu)成了膜的基本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂具有；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以的。5．糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的和結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是、等。課后反思對(duì)《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》這一節(jié)教材的認(rèn)識(shí)和教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)，本著以學(xué)生在學(xué)習(xí)與發(fā)展中的主體地位為核心的主體性教育思想和教學(xué)思念。通過(guò)教學(xué)資源和信息技術(shù)的整合，為學(xué)生建立教學(xué)情境，使學(xué)生自主探究、合作交流，去發(fā)現(xiàn)知識(shí)、理解知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)，讓學(xué)生愿學(xué)、樂(lè)學(xué)、會(huì)學(xué)，發(fā)展成“終身學(xué)”。本設(shè)計(jì)在教學(xué)時(shí)，根據(jù)學(xué)生已有的細(xì)胞膜成分的基礎(chǔ)，通過(guò)提供資料，設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生作出假設(shè)并建立模型，再以提供科學(xué)家的有關(guān)實(shí)驗(yàn)或是學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的形式加以證明，很好的完成了三維課程目標(biāo)。但還是有些“遺憾”。如在分組構(gòu)建模型時(shí)，部分小組無(wú)法在有限的時(shí)間內(nèi)想到完整的解決方案；在繪制生物膜概念圖和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)示意圖，少數(shù)同學(xué)的語(yǔ)言描述還不夠準(zhǔn)確；在展覽學(xué)生手工制作生物膜模型時(shí)，部分模型制作還不夠精致和準(zhǔn)確；在小組討論教學(xué)環(huán)節(jié)，少數(shù)學(xué)生還顯得靦腆，不夠熱情大方。在今后的教學(xué)中，要著重培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，小組合作探究能力，養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力和構(gòu)建積極的人生觀和世界觀。課標(biāo)分析本節(jié)內(nèi)容的課程標(biāo)準(zhǔn)是“簡(jiǎn)述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”。這項(xiàng)要求包括兩層含義：一是簡(jiǎn)述細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的概念和功能；二是簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)。因此本節(jié)在知識(shí)與技能方面的目標(biāo)可定為簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)。本節(jié)內(nèi)容以細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)的探究歷程為主線，學(xué)生動(dòng)腦分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并構(gòu)建模型為重點(diǎn)，讓學(xué)生們從中體驗(yàn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法。因此本節(jié)在過(guò)程與方法方面的目標(biāo)可定為嘗試提出問(wèn)題做出假設(shè)。本節(jié)教材介紹了人類探究生物膜結(jié)構(gòu)的過(guò)程和方法，可以加深學(xué)生對(duì)科學(xué)的歷史和本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一，技術(shù)手段的進(jìn)步，促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展等觀點(diǎn)對(duì)于學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)域的發(fā)展有重要價(jià)值。因此本節(jié)在情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面的教學(xué)目標(biāo)可定為探討在建立