人教版（生物）《必修1分子与细胞》《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计.doc

生物膜的流动镶嵌模型 教学设计瑞昌一中 刘海霞一、 教材分析1 内容和地位 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版必修1分子与细胞第四章细胞的物质输入和输出之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。所以,这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。 本节主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。在教学中要充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位,利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，大胆的提出实验假设,宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展;让学生保持强烈的探究科学的激情和兴趣在探究中学习科学探索的方法，从而渗透探索科学过程和方法的教育；自然地构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点，接受流动镶嵌模型的理论。2 教学重点 对生物膜结构的探索历程 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容3 教学难点探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点4教学方法 ：谈话法、探究式教学法、假设演绎法、直观教学法5教具准备：多媒体课件、投影仪6课时安排： 1课时二、 学情分析1.学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。2.高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。三、 课程三维目标1. 知识与技能 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 举例说明生物膜具有的流动性特点 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律2过程与方法 分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设 发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构 3. 情感、态度与价值观 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学唯物主义自然观。正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证。培养学生严谨的推理和大胆想象能力 认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观四、 教学策路本节课采用“引导回顾科学家实验分析实验现象提出假设实验验证再分析”的教学模式，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，尤其在体验生物膜的探索历程上给学生以动态的感觉。通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计，体现学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，感受科学家探索的历程和过程的艰辛，实现课程三维目标。教学流程：提供资料设问引入“问题探讨” 体验“生物膜结构的探索历程”阐述“流动镶嵌模型的基本内容”五、 教学过程设计顺序学习内容教师组织与指导学生活动设计意图目标达成一导入新课设问：生物膜系统包括哪些膜？细胞膜是由哪些成份构成的？科学家是怎么样确定生物膜的 学生齐声回答 从学生已经熟悉的知识进入学习情境，是简单有效的。对已有知识进行检查，督促学生记忆。激发学生的好奇心和学习本课的兴趣。 二生物膜结构的探索历程资料一：1895年欧文顿用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。 问题：你能推测出什么结论? 问题：最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？问题：在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？资料二：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子“头”部是亲水的，“尾”部是疏水的。问题：磷脂分子在水表面（空气水界面）上将怎样排布？资料三： 1925年，Gorter和Grendel对血影的研究。把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破, 反复冲洗后只留细胞膜(血影), 把这些破的膜铺在水面上, 测定出红细胞的表面积a。抽提细胞膜中的脂质在水面铺成单分子层,聚拢后测出总面积b。测定结果: b=2a。问题：从Gorter 和Grendel的研究中我们能得出什么结论？问题：生物膜的磷脂分子的排布最有可能是哪一种？原因是什么？资料四：20世纪40年代，曾有学者推测脂质两边各覆盖蛋白质。直到50年代，电子显微镜诞生，1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜清晰的“暗亮暗”的三层结构，并构建了“单位膜”模型 。中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。（给学生看细胞膜的电镜照片）问题：你能尝试绘制出罗伯特森构建的“单位膜”模型示意图吗？资料五：人们研究人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。发现，脂溶性的物质易透过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子等难以透过。而生物膜却可以透过上述物质。随着技术手段不断用于膜的研究。科学家发现：膜蛋白不是全镶在膜的表面，有的是部分嵌插或贯穿在脂质双分子层中的。问题：如果蛋白质只是镶在生物膜的磷脂双子层表面，能实现吗？那蛋白质应该是怎样分布的呢？资料六：动物细胞吸水膨胀时，磷脂双分子层的厚度变小。资料七：展示1970年弗雷和埃迪登的人鼠细胞融合实验。问题：这两个实验表明什么？问题：根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。资料八：展示1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图思考回答了解欧文顿的实验，掌握膜是由脂质组成的。模型构建,参考方案为：磷脂分子在水表面（空气水界面）上铺展成单分子层。引导学生得出:磷脂分子在细胞膜上呈双层排列学生思考，在纸上画图表示。（用实物投影仪展示学生画的结果，由同学进行评价）学生自主构建“单位膜”模型（体现蛋白质镶在磷脂分子层的表面）学生分析讨论蛋白质脂质蛋白质的静态模型与细胞膜的相关生理功能矛盾学生对已构建的模型修改，展示出蛋白质不光有镶在表面的，还有部分或全部嵌入的，或横跨整个磷脂双分子层的。学生看书学习荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验，得出细胞膜具有流动性的结论。必然体现在膜的形状变化或其上分子的运动。提出技术进步推动了假说发展着。技术进步，假说不断被修正和完善。突出模型建构方法：实验、推理想象提出假说进一步验证完善不断发展。利用课文中生物膜的探索历程帮助学生加深生物膜结构认识。利用教材所给的资料，合理设置问题，使学生体验生物膜结构的探索历程。并对学生进行科学精神的教育。开始学习模型建构的方法。假说是怎样提出的分析现象，推测结论。 通过对脂质双分子层的分析，培养学生解决问题的能力，增强自信心。了解技术进步对科学研究发展的作用使学生进一步认识假设需要实验验证，可提供或介绍科学家曾经做过的实验轻松强化膜具有流动性的重点。总结结构与功能相适应的观点；人类对自然的认识是永无止境的充分发挥学生自主学习的能力，让学生自己通过探讨理解膜是由脂质构成的 理解细胞膜中的脂质分子是双层排列的。学生自己一步步的揭开生物膜结构的神秘面纱，确认膜具有流动性。 三流动镶嵌模型的基本内容请同学们根据我们一起分析的结果，尝试构建起新的生物膜模型。对生物膜流动镶嵌模型进行记一步讲解。膜上还有些其他结构，如糖蛋白。动画演示生物膜的流动镶嵌模型学生思考，在纸上画图表示。（用实物投影仪展示学生画的结果，由同学进行评价）学生阅读课文通过前面的讨论，生物膜的流动镶嵌模型已经呼之欲出，学生这时基本已经能够解决这个问题。 学生理解膜的流动镶嵌模型四复习小结打出幻灯片：生物膜结构探索历程的总结 ； 流动镶嵌模型的主要内容。问题：在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步起到怎样的作用?问题：建立生物膜模型的过程中,，结构与功能相适应的观点是如何得到体现的？学生根据课文内容齐声回答 强化对流动镶嵌模型的认识，培养学生归纳总结的能力明白没有技术的支持，人类的认识便不能发展，理解不同结构的生物膜具有不同的生理功能让学生对生物膜结构的探索历程更清楚的知道。对生物膜的机构更深刻的理解。五反馈练习 1、课堂练习2、课后练习1、明确本节课学习的主要内容。2、完成练习师生共同讨论，进一步掌握知识要点。了解学习情况，及时调整教学。巩固本节课的学习成果。六、板书设计 一、对生物膜结构的探索历程1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的。2、20世纪初，对膜化学成分鉴定：膜是由脂质和蛋白质组成的。3、1925年，荷兰科学家提出：膜中的脂质分子排列为连续两层。4、1959年，罗伯特森提出生物膜的静态模型（单位膜模型）：“蛋白质脂质蛋白质” 三层结构构成。5、1970年，弗雷和埃迪登用绿色和红色荧光染料对小鼠和人体细胞膜上蛋白质进行染色标记， 并让两种细胞进行融合。提出细胞膜具有流动性。6、1972年，桑格和尼克森提出“流动镶嵌模型”。二、流动镶嵌模型的基本内容1、膜是由蛋白质和脂质组成的（还有少量多糖）。2、膜的基本支架：磷脂双分子层（亲水头部朝外，疏水尾部朝内）3、蛋白质分子镶嵌于磷脂双分子层中（有些外侧蛋白质与多糖结合形成糖被）4、膜的结构特点：具有一定的流动性七、 教学反思生物膜的流动镶嵌模型的教学设计思想，总体上是遵循普通高中生物课程标准所倡导的新课程理念 “面向全体学生”、“注重与现实生活联系”、“倡导探究性学习”和“提高生物科学素养”。教学对象为重点中学的学生，由于他们的领悟能力、推理判断能力、实验方案设计和实验操作能力较强，这节课在设计时，比较关注现实生活、科学发展史、探究能力和学习方法，让学生身临其境，仿佛自己就是科学家在进行研究，从中学习模型建构方法：实验、推理想象提出假说进一步验证完善不断发展；正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用；总结科学发现的一般规律。通过对生物膜结构的自主探索，学生深刻理解了生物膜流动镶嵌模型，而且知道科学发展的一般过程并有利于激发学生以后从事科学研究的动机。运用实物投影的方式，展示学生探究的结果，避免了一个学生回答其他同学休息的情况，让全体同学都参与到了教学中。 在教学的过程中也出现了一些问题，要求学生自主探究的内容比较多，所有最后的课堂巩固没有足够的时间，还要适当的加快课堂的节奏。总体来说本节课的设计是成功的，取得了良好的教学效果。 “对生物膜结构的探索历程”这部分内容可以联系第一章之第二节，关于“细胞学说的建立过程”，不仅要让学生知道生物学的基本理论知识，还要让学生明白科学探索是一个在继承中不断验证、修正和完善发展的过程，其道