【教学设计】《生物膜的流动镶嵌模型》（生物人教必修1）.docx

生物膜的流动镶嵌模型高台一中 罗福海u 设计思路本节课首先由“问题探讨”引入，分别用三种材料做细胞膜：塑料袋、普通布和弹力布，让学生思考：用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？以问题探讨形式开始本节内容的学习，激发学生积极讨论，引入教学主题：生物膜的流动镶嵌模型。根据教材的实际需求把要完成的教学内容分解成层次由浅入深的各个小目标，让学生去感知教材，链接生活，最大限度的使学生动口、动手、动脑，把学习的主动权交给学生。本节课利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边小结本节课的知识结构，起“温故而知新”的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。诊断反馈环节是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的； 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸；从教学程序上看，主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识、培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练。u 教材分析生物膜的流动镶嵌模型是人教版必修1分子与细胞中第4章第2节的内容。本节内容与第一节“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,这节的内容对整个章节的知识起到了承上启下的作用。内容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，充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位，采用“引导观察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，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，切身感受科学的魅力，保持强烈的探究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论。让学生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。u 教学目标【知识与能力目标】1举例说明生物膜具有流动性特点。2简述流动镶嵌模型的基本内容。3通过分析科学家建立生物膜模型的过程，简述科学发现的一般规律。【过程与方法目标】1通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。2发挥空间想象力，通过制作模型，构建细胞膜的空间立体结构。【情感态度价值观目标】1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。2树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。u 教学重难点【教学重点】生物膜流动镶嵌模型的基本内容。【教学难点】对科学探究过程的分析，建立生物膜模型的结构与功能相统一的观点。u 课前准备1多媒体课件；教具。2学生完成相应预习内容。3学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。u 教学过程环节一：课程导入多媒体展示问题，引导学生思考。1.细胞膜的功能有哪些？2.细胞膜具有弹性吗？学生思考回答，继续提问：用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？【设计意图】通过问题情境的创设引出课题，吸引学生注意，激发学生学习探究的欲望。环节二：讲授新课一、对生物膜结构的探索历程 1.对生物膜成分的探索脂质和蛋白质 （1）欧文顿实验 19世纪末，欧文顿用500多种 化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验发现：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。根据相似相溶原理，提出假设：膜是由脂质组成的（2）对欧文顿假设的验证20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞提取出来。化学分析表明，膜的主要成分是由脂质和蛋白质 得出结论：细胞膜中还含有蛋白质【设计意图】通过学习，了解科学家探索实验的科学方法和实验精神。2.对生物膜结构的探索磷脂双分子层（1）荷兰科学家的实验1925年，两位荷兰科学家用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。结论：膜中脂质分子排列为连续两层（2）磷脂分子的结构让学生画出磷脂分子在空气-水界面的排列【设计意图】通过学习，了解科学家探索实验的科学方法和实验精神。3.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式细胞冰冻蚀刻实验科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。 结论：蛋白质在膜中的分布是不对称的；蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。【设计意图】通过学习，了解科学家探索实验的科学方法和实验精神。4.新技术带来新模型 （1）动画展示人-鼠细胞融合实验（荧光标记实验) 结论：细胞膜上的蛋白质具有流动性（2）1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型 【设计意图】学习新技术带来的科学发现。【典型例题】在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是() A. 两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质B. 两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C. 两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架D. 两种模型都认为组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动【答案】A【设计意图】通过对应训练，突破难点，掌握知识。二、流动镶嵌模型的基本内容1.细胞膜的结构模型流动镶嵌模型(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架。(2)蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子是可以运动的。(3)细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，其分布特点是糖蛋白只分布在细胞膜的外侧。2.糖蛋白与细胞间的信息交流(1)图1体现了通过体液运输实现细胞间的间接交流，图2体现了细胞与细胞间的直接交流。(2)细胞识别的物质基础是：细胞膜上的糖蛋白(糖被)。【设计意图】通过学习，掌握生物膜的流动镶嵌模型。【典型例题】如图表示生物膜的亚显微结构，下列叙述错误的是（ ）A. 在生物膜中是不均匀分布的B. 是生物膜的基本骨架C. CO2、H2O通过细胞的方式相同D. 是运动的，但是静止的，所以细胞膜具有流动性【答案】D【设计意图】通过对应训练，突破难点，掌握知识。三、生物膜的基本特点1.结构特点：具有一定的流动性原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。实例：质壁分离和复原实验；变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合）。2.功能特点：选择透过性【拓展】细胞膜的结构特点与功能特性的不同点(1)结构特点是具有一定的流动性，温度对此特点的影响是在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大。(2)功能特性是具有选择透过性，影响此特性的内因是细胞膜上载体的种类和数量。(3)二者存在的关系是：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能表现出选择透过性。【设计意图】通过比较，掌握生物膜的结构特点和功能特点。【典型例题】细胞自噬机制是将细胞内受损、衰老的蛋白质、大分子复合体或细胞器运输到溶酶体内并降解的过程，自噬机制还能清除入侵微生物和有毒蛋白聚集体，如图所示为细胞自噬的三种方式。下列相关叙述错误的是（ ）A. 方式蛋白质与溶酶体表面的膜蛋白之间的相互识别体现了信息的交流B. 方式溶酶体与自吞小泡的融合过程体现了膜的选择透过性C. 细胞内养分不足时可能会导致细胞的自噬作用增强D. 可推测细胞自噬机制很可能参与机体的免疫反应等生理过程【答案】B【设计意图】通过对应训练，突破难点，掌握知识。环节三：课堂总结共同回顾归纳本节主干知识：一、对生物膜结构的探索历程 1.细胞膜的成分 欧文顿的实验：细胞膜含有脂质 其他科学家的实验：细胞膜含有蛋白质 2.细胞膜的结构 荷兰科学家的实验：细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为 连续的双分子层； 罗伯特森的实验：生物膜为三层统一的静态结构； 荧光标记实验：细胞膜具有一定的流动性； 二.流动镶嵌模型的基本内容 磷脂双分子层构成了膜的基本支架； 蛋白质分子镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层上； 三.生物膜的基本特点 结构特点：具有一定的流动性； 功能特性：具有选择透过性【设计意图】回顾归纳本节主干知识，突破重点。环节四：课堂练习【课堂诊断】1.下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是（ C ）A、葡萄糖 B、蛋白质 C、甘油 D、无机盐离子2.在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（ D ）A. C、H、O B. C、H、O、P C. C、H、O、N D. C、H、O、N、P3.下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点（ C ）A细胞膜的分子结构具有流动性B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成C细胞膜是选择透过性膜D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动4.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（ C ）A选择透过性 B保护作用 C流动性 D自由扩散5.一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ A ）A流动性 B选择透过性C专一性 D具有运输物质的功能【设计意图】通过训练，掌握本节重难点。联系生活实际，激发学生的兴趣，巩固所学知识。u 教学反思新课程倡导“自主、合作、探究”的学习；本节课由已经学过的知识入手，引入结构与功能相适应的生物学观点，从而引出生物学家们对生物膜结构的探索历程。引导学生自主学习课本知识，并总结每个时期实验的成功之处与不足，从而培养学生总结和分析问题的能力，并认识到科学技术的进步在科学发展中的重要作用。本节课的主要知识点是生物膜的流动镶嵌模型，我采用多媒体课件展示生物膜流动镶嵌模