生物膜的流动镶嵌模型的教学设计

4．2“生物膜的流动镶嵌模型”的教学设计一、教材内容分析“生物膜的流动镶嵌模型”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。在对物膜结构的探索历程中，主要以时间为顺序介绍了不同国度许多科学家探索细胞膜结构主要过程和方法，通过该内容的教学，可以加深学生对科学的历史和本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构与功能相统一、技术手段的进步促进科学的发展等观点，对学生情感态度与价值观领域的发展有重要价值；在生物膜的流动镶嵌模型中，主要介绍了生物膜的流动镶嵌模型的基本知识，为学生学习后续内容如物质的跨膜运输奠定知识基础。二、学情分析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，尤其是是学习了细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，明确了细胞膜成分主要是磷脂和蛋白质，了解细胞膜的主要功能是细胞与外界环境分开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流等，为本节知识的学习奠定了基础。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。在初中阶段虽然学些科学方法知识，但有关的知识还不系统。三、教学目标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4、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5、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，树立科学知识和观点是在不断发展的观念。四、教学重点、难点分析教学重点

1、科学家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。

教学难点

1、对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；

2、生物膜的空间立体结构；

五、教学思路学生在第2章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。关于这个问题，学生已有的知识是：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；细胞膜能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉学生，细胞能够在一定范围内涨大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。本节课在教学设计上主要突出科学史的教育，科学史的教学是在新教材中特别强调和突出的，在旧教材中涉及不多，要教好不容易。老师备课过程要细致策划如何有效地引导学生分析不同时期不同科学家的实验及假说，评价他们的贡献；要能通过一连串的环环相扣的问题来引导学生思维，要让学生感到身临其境，仿佛自己就是那个科学家在思考研究；最后让学生从中总结出科学发现的一般规律。

生物膜结构模型的构建是本节要突破的一个难点问题。本节课中，教师自制了磷脂分子和蛋白质分子的模型，让学生根据科学家的实验现象自己来构建磷脂分子的排列方式、蛋白质与磷脂的组合方式，这样让学生不但形象、直观的了解了模型构建的过程、也让他们置身其中、探索奥妙并体验了成功的喜悦。

细胞膜的流动镶嵌模型这个难点的讲解可通过多媒体课件来突破，有顺序和层次地介绍。通过幻灯片放映各个科学家研究的图片、动画，增强了这些内容的立体感、丰富了教学内容、使学生在乐趣中学、在轻松中学。

六．教学策略及教学媒体以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程教学目标。本节课采用“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，尤其在体验生物膜的探索历程上给学生以动态的感觉。七、教学过程教学过程教师组织与引导学生活动目标达成引入①组织学生回忆细胞膜的功能，强调指出细胞膜的功能特点：选择透过性。②提供以下材料：塑料袋、报纸、普通布和弹力布，选一种在制做真核细胞三维结构模型中做为细胞膜，根据结构与功能相适应的观点分析那一种更能体现细胞膜的功能。③能否模仿弹力布结构来构建细胞膜等生物膜结构？叙述细胞膜三大功能。选弹力布的原因：①能将细胞与外界分隔开②能在一定程度上控制物质的进出③有一定弹性举例说明细胞有弹性，如细胞的吸水和失水不能。弹力布只能根据孔径大小控制物质进出，而细胞膜对物质进出是有选择性的，两者存在差距调动学生的已有的知识经验，引发学生探究细胞膜结构的好奇心。对学生的思维进行“热身”作用。教师与学生一起来体验科学家探索生物膜结构的历程.1、欧文顿实验,脂溶性物质易通过，得出膜由脂质组成。2、膜化学分析，得出膜的主要成分是脂质和蛋白质。3、提起脂质，做铺展实验，得出膜必然为脂双层排列。4、电镜下观察，提出三层静态统一结构模型5、质疑三层静态统一结构模型6、人鼠细胞融合实验，得出细胞膜具有流动性，提出流动镶嵌模型膜结构到底是怎样的呢？早期对生物膜结构的探究是谁？做了什么实验？发现什么现象？得出什么结论？幻灯片投影小结像欧文顿用的这种根据实验现象及相关化学知识“相似相溶”原理，得出结论的方法就是科学家在探究时常用的方法之一称为“什么方法？”接下来科学家又做了什么探索？幻灯片投影小结知道细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，科学家接下来会如何探究？1925年荷兰两位科学家做了什么实验？观察到什么现象？得出什么结论？引导总结脂质以“磷脂双分子层”排列。蛋白质是怎样与之相结合的呢？20世纪40年代，有学者推测是覆盖在“磷脂双分子层”两侧。50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜1959年，罗伯特森在电镜下观察细胞膜，他看到了什么？然后大胆地提出磷脂双分子层与蛋白质是怎样结合的？20世纪60年代后，科学家看到了一些现象：幻灯投影变形虫择食图片及白细胞吞噬病菌的动画。看到这些现象，你们有什么想法？你们的想法与科学家当时想法是一样的，所以科学家质疑“三层静态统一结构”随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的镶嵌在磷脂双分子层中。1970年，科学家应用什么技术做了人细胞和小鼠细胞的融合实验？观察到什么现象？得出什么结论？在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中1972年谁提出的流动镶嵌模型为大家所接受？阅读课文65页第二、三段,思考与讨论以下问题:（分组讨论）(1)早期对生物膜结构模的探究是从生理功能入手还是用显微镜观察生物膜，去想像它的结构入手？为什么？（2）最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和鉴定？（3）在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴吗？（4）磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。请运用相关的化学知识，解释为什么磷脂在空气—水界面上铺成单分子层，而科学家如从这一现象推导出“脂质在细胞膜在必然排列为连续的两层”这一结论的。归纳小结欧文顿的实验，从欧文顿的实验所得到的信息回答思考与讨论（1）、（2）题全体成员回答提出假说学生归纳小结回忆为什么从哺乳动物的红细胞提取细胞膜，而不从其它细胞中提取？根据这个实验回答思考与与讨论（3）看两主要成分如何排列并相结合成细胞膜等生物膜结构。学生归纳小结，根据这个实验解决思考与讨论（4）画出磷脂分子排列成连续的两排：磷脂双分子层阅读66、67页，思考与讨论以下问题：（1）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？（2）在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？暗—亮—暗三层结构蛋白质—脂质—蛋白质特点：静态的并描述为“三层静态统一结构”看，思考。膜结构不应该是静态的否则这些细胞膜表现出来的功能不能完成。结构和功能不相适应。学生归纳小结桑格和尼克森根据以上实验回答思考与讨论（1）和（2）题提出问题，引起思考，激发思维探究的欲望，引起学生学习的兴趣。培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。对科学过程和方法的理解学生表达能力得到进一步提高领悟科学研究的方法“假说”是怎样提出来的。对科学过程和方法的理解培养学生问题意识，给予巩固知识，学生发散性思维启动已有知识的空间对科学过程和方法的理解掌握知识要点提出问题，引起思考，激发思维探究的欲望，引起学生学习的兴趣。培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力对科学过程和方法的理解利用多媒体增加教学的直观性，促进学生对知识的理解。让学生尝试提出问题对科学过程和方法的理解了解技术手段的进步对科学研究发展的推动作用；探究过程中体现结构与功能相适应等观点归纳和描述流动镶嵌模型的基本内容幻灯投影生物膜的流动镶嵌模型动态的部分示意图。看，阅读68页，归纳出其基本内容，然后看图描述出生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。学生通过归纳、总结，主动获得结构模型的基本内容。教师与学生一起简述另一少量成分糖类与两主要成分怎样结合构成生物膜结构模型，强调糖被的功能去解释一些现象，如器官移植等组织学生归纳总结模型建构的基本方法。引导总结领悟模型建构的方法一、生物膜结构的探索历程：19世纪末，欧文顿：膜是由脂质组