分子与细胞第4章细胞的物质输入和输出第四章第二节《细胞膜的流动镶嵌模型》教学设计

1、第四章第二节细胞物质的输入和输出第二节 生物膜的流动镶嵌模型教材分析1内容和地位“生物膜的流动镶嵌模型”是人教版分子与细胞模块第四章第二节内容。本章共三节，第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，为什么具有选择透过性，这与膜的结构有关，于是进入第二节内容。而第二节内容又是解释第三节“物质跨膜运输的方式”的基础。这三节内容的内在联系是：功能结构功能。由此可见，本节“生物膜的流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用，它是架起第二节和第三节的一座桥梁，并体现了结构决定功能的生物学观点。“生物膜的流动镶嵌模型”主要介绍了对生物膜结构的探索历程，目的是让学生在认识生物膜结构的同时，了解人类探究生物膜结构的

2、过程和方法，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。2教学重点（1）对生物膜结构的探索历程（2）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。二、 学情分析1高一学生已经掌握了细胞的结构，并且在第一节了解了生物膜具有选择透过性的功能特点，为本节知识的学习奠定了基础。结构决定功能，带着疑问学生便可以跟随着科学家的探究历程一起构建起生物膜的物理模型。2由于本校学生基础较薄弱，观察和分析能力也欠佳，尤其是

3、在小组合作学习上，高中学生虽然已经具备了一定分工合作能力，但仍然需要各组员之间的密切配合与交流讨论，因此在教学过程中需要教师耐心的引导和讲解才能让学生达成本节的目标。三、 课程三维目标1知识目标（1） 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；（2） 举例说明生物膜具有的流动性特点；（3） 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.技能目标：通过小组分工合作，构建起各阶段的生物膜结构模型，提高学生的动手能力、思考分析和分工合作的能力。3.情感目标：学生通过学习认同真理的追寻离不开科学技术的发展，学会坚持和思考。四、教学策略本节课首先采用“观察现象提出问题分析问题进行实验得出结论”

4、的生物学基本的探究模式来引导学生思考，然后通过设计问题串，分析生物膜的探究历程，感受科学技术对科学研究的作用，体验科学探究的艰辛。同时引导学生利用模型材料一步步构建起每个资料所对应的生物膜结构，并通过展示和修正最终得出正确的模型结构，其中融合实验导入、观察分析、联系实例，对比归纳等方法，配以多媒体教学，使学生在寓教于乐的轻松氛围中体验构建模型的方法，并理解流动镶嵌模型的基本内容。五、课前准备课前请各小组组长准备四块近似扁平的椭球形、长度分别13cm（2个）、6cm（2个）的泡沫，以供课堂上模型制作时使用。为了能让学生在本节课上既能收获知识又能发散思维活跃气氛，我参考了其他老师的吸铁石做磷脂的展

5、示方法，但考虑到本校学生的学情，故使备课内容通俗易懂，设问简单有效，以提高学生的听课效率。由于本节课是模型建构课，因此对学生不做预习要求。教学过程（一）以教材问题探讨导入：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？（二）对生物膜结构的探索历程教师指导，请同学们阅读思考以下资料，思考教师提出的问题，并按照要求制作模型资料1：欧文顿曾用500多种化学物质对植物的通透性进行过上万次的实验，发现生物膜对不同的物质通透性不一样：凡是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进入细胞。补充：相似相容原理

6、是指结构相似的物质，能彼此互溶；如：衣服上弄了油漆不用水洗，而用汽油洗。教师提问：分析实验现象，推测： 资料2：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶（一种能专一性水解蛋白质的酶）分解。分析实验现象，推测： 资料3：20世纪初。科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。教师提出思考1：膜上的脂质和蛋白质又是如何分布的？教师指导，阅读资料：资料4：磷脂的结构（见“思考与讨论的第3题”）在教师引导下，请同学们按照要求制作模型【活动一】：按照要求制作模型1、认识磷脂分子（试图解释什么是亲水性？什么是

7、疏水性？）的特点，画出简图表示磷脂分子。2、利用你们小组的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，并用利用模型在桌子上摆出来。3、如果用玻璃棒搅拌上面的磷脂分子，有些磷脂分子会迅速在水下形成球形的磷脂分子团（即球脂），请你用模型在桌子摆出球脂的切面图。教师指导，阅读资料：资料5：1925年荷兰科学家用丙酮从红细胞中提取脂质，在空气和水的界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。教师提问：分析现象，得出实验结论： 教师提出思考2：磷脂分子的排布情况与其所处的环境密切相关，因此要探究磷脂分子在我们的细胞膜上的排布情况，就应该先搞清楚细胞膜两侧所处的环境

8、？在教师引导下，请同学们按照要求制作模型【活动二】：按照要求制作模型1、仔细观察下图，以人体红细胞细胞为例，分析一下细胞膜两侧的所处是一种什么类型环境？2、请同学们结合细胞膜两侧所处的环境，推测细胞膜上2层磷脂分子的排布情况，并利用手中的模型在桌子上摆出来。教师提出思考3：细胞膜中不仅含有磷脂分子，还含有蛋白质，那蛋白质又是如何分布的呢？教师指导，阅读资料：资料6 ：（1）1959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗三层结构,，他结合其他科学家的工作大胆的提出生物膜的模型。（2）电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度，因蛋白质电子密度高故显示暗带，磷

9、脂分子电子密度低则呈亮带。罗伯特森提出：所有的生物膜都是由 三层结构构成，生物膜是 结构教师指导，阅读资料：资料7：随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌、贯穿在脂质双分子层中。在教师引导下，请同学们按照要求制作模型【活动三】：模型制作PK大赛（1）根据以上资料，提出蛋白质在脂质双分子层中的排布假说，制作三维立体模型。资料8：观看视频变形虫吞噬食物的过程教师提出思考4：膜为什么会流动呢？结合你所制作的模型，尝试解释一下细胞膜具有流动的原因？ 资料9：1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型为大多数人所接受。二、流动镶嵌模型的基本内容在教师引导下，请同学们阅读教材P68，同学讲解以下问题【活动四】：1、对照科学家的流动镶嵌模型，以小组为单位利用手中的材料制作细胞膜立体模型，在小组推选一名同学借助你们小组的模型，在全班讲解“生物膜的流动镶嵌模型。”（讲解时应包含以下内容）（1）基本骨架是什么？蛋白质又如何分布有几种方式？（2）细胞膜上的多糖又是如何分布的？这样的分布对于细胞而言有何意