1、生物膜的流动镶嵌模型教学设计伍丹一教材分析 该节内容位于人教版生物必修1教材的第4章第2节。这节内容是以科学发现历程为主线，介绍生物膜的结构。体现了新课改，以科学史教会学生探究的方法，培养学生的科学素养。通过科学史引导学生构建生物膜结构模型，为下一节学习跨膜运输的方式打下基础。二学情分析 学生已经学习了生物膜的功能，和物质进出细胞的实例，对生物膜有一定认知。在学习细胞结构的过程中学生已有了构建模型的经验。三设计思路通过对科学家们实验现象的分析，培养学生提出假设的能力。认知科学探究的方法：提出假说法。并将其相关流程内化，为学生在实践中运用提出假说法打下基础。根据科学家们实验现象和结果，引导学生一
2、步一步构建生物膜的结构模型，从而深化学生对生物膜流动镶嵌模型的理解。四教学目标1知识目标：(1) 学生能说出生物膜流动镶嵌模型的基本内容(2) 学生能复述科学家探索生物膜结构的科学史2能力目标：(1)培养学生根据实验现象，通过观察、讨论、推测提出假说的能力。(2)培养学生根据实验现象和有关知识构建模型的能力。3情感价值观目标：(1) 培养严谨的推理和大胆想象能力(2) 认识到技术的发展在科学研究中的作用。(3) 体验科学研究的方法，科学研究中传承、发展及艰辛的历程五教学重点和难点1教学重点(1) 根据实验现象，通过观察、讨论、推测提出假说。(2) 根据实验现象和有关知识构建模型。(3) 生物膜
3、的流动镶嵌模型学说的基本内容2教学难点：探讨建立生物膜模型的过程六教学用具 磷脂模型、蛋白质模型、白磁盘、ppt课件、学案七教学过程教学流程教师活动学生活动设计目的引入130秒视频：示细胞膜的功能2与细胞膜具有相同功能的结构还有出示生物膜的联系图3结构决定功能，生物膜具有什么样的结构，使它能具有：系统边界、选择性控制物质的运输和信息交流的功能呢？从视频中提取信息，回忆细胞膜的功能。从已有的知识激发学生对未知的好奇，并能帮助学生更好的构建知识网络。一发现历程(一)生物膜成分的探究生物膜的结构是科学家们经历了很多实验后发现的。1探究一：欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂
4、溶性物质更容易通过细胞膜。2讨论：（1）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？（2）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？320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：脂质和蛋白质根据欧文顿实验现象提出假设：细胞膜含有脂质。并写在学案上讨论后得出结论。 培养学生通过现象提出假设的能力。使学生明确，提出假设后应进行验证。(二) 生物膜结构的探究1构建细胞膜的脂质主要是磷脂。磷脂“头”部是亲水的，“尾”部是疏水的。模型构建1：当磷脂分子放于空气与水的界面后，会怎么排列？模型构建2：用玻
5、棒将磷脂分子搅动后，使其浸没到水中，磷脂分子又将怎样排列呢？找出模型构建不同的组。引发学生争议，磷脂分子在水中是怎样排列的。无结果，则需要更多的证据，引出下一个科学实验。2探究二：1925年两位荷兰科学家用丙酮从人体的红细胞中提取脂质，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2倍。模型构建3：根据你们的假设和细胞膜所处的环境，构建细胞膜中磷脂分子的排列模型。过渡：膜的主要成分除了脂质还有蛋白质。蛋白质与磷脂又是怎样排列的？3探究三：1959年罗伯特森在电镜下观察到细胞膜具有“暗亮暗”结构密度大的物质呈暗带，密度小的物质相对较明。而蛋白质密度大，磷脂密度小。模型构建4：
6、根据电镜下观察到的“暗亮暗”构建细胞膜的结构罗伯特森建的模型也是“蛋白质磷脂蛋白质”的三层结构。罗伯特森认为这一结构是静止不动的。出图引导学生回忆细胞的生命活动中分泌蛋白的排出过程，细胞膜是运动的。4探究四：小鼠细胞与人细胞的融合实验引导学生关注细胞融合过程，膜发生的变化，说明了什么？所以细胞膜具有流动性模型构建1学生讨论后，在黑板上用模型摆放出磷脂分子放于空气与水的界面后的排列方式，构建模型。并介绍构建模型的思路：磷脂分子头部亲水与水面接触；尾部疏水，伸展在空中模型构建2学生讨论后，分组用模型摆放出磷脂分子浸没到水中的排列方式。并介绍构建模型的思路：组1展示：磷脂分子头朝外，尾朝内，因为磷脂
7、分子团外面是水。另一组展示：磷脂分子头朝内，尾朝外，因为磷脂分子团里面是水。提出假设：细胞膜中的磷脂是双层的。并写在学案上模型构建3学生分组用磷脂分子模型摆放细胞膜中磷脂分子的排列结构。并请一学生代表到黑板上构建模型，并介绍思路：细胞膜内外侧都是水环境，所以两层的磷脂分子是头朝外，尾朝内。模型构建4：学生分组用模型摆放蛋白质与磷脂的排列的。以组为单位，展示其构建的细胞膜的模型。并介绍思路：蛋白质密度大位于外磷脂分子的两侧，磷脂分子密度小位于中间。 学生看书后上讲台分享实验过程后提出的假说。并写在学案上蛋白质分子是运动的。得出磷脂分子也是运动的。引导学生根据资料构逐步构建和完善模型。引导学生发现
8、不同，思考不同的原因。当无结论时因寻找更多的证据。让学生自己探索出磷脂分子的排列能更好的理解和记忆。用学过的知识引发学生对罗伯特森静止不动的细胞模型的质疑。二流动镶嵌模型在此基础上，1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型“同学们请阅读书上68页，流动镶嵌模型主要内容是？”指着黑板上的模型问：“在罗伯特森的模型中蛋白质的位置属于镶、嵌入还是贯穿？”“那嵌入的蛋白质该怎样放？”“那贯穿的蛋白质该怎样放？图示流动镶嵌模型“同学们，我们黑板上的模型和这张图相比还有什么不同？”“模型中缺少的结构，是什么？有什么功能？请阅读书上相关内容后回答”“我这有两个糖的支链模型，请同学帮我放到黑板上的模型中，并说
9、出为什么这样放？”这也再次证明了结构与功能是相适应的。请同学们在学案上画出生物膜的流动镶嵌模型学生看书后找出流动镶嵌模型的重点1 磷脂双分子是基本支架2 蛋白质是镶、嵌入、贯穿在磷脂分子中的分析后得出是镶学生上台在黑板上的模型中安放嵌入和贯穿的蛋白质比较后得出缺少的结构。看书后得出这一结构是糖蛋白，与识别有关将糖的支链模型，放到黑板上的模型中 说出糖蛋白只位于细胞膜的一侧（外侧），因为其与识别有关。学案上画出生物膜的流动镶嵌模型培养学生从书本中提取信息的能力引导学生逐步建立、完善流动镶嵌模型动学画能让学生进一步加深对流动镶嵌模型的理解三总结科学探究方法“提出假说”“请同学们回顾生物膜结构的发现历程，这里面蕴涵了什么样的科学探究方法”“看书后，请总结这种方法的核心内容。”回顾生物膜结构的发现历程，总结得出“提出假说”法。“提出假说”法的核心内容为：观察实验现象提出假说验证让学生总结“提出假说”法，能让学生的认知更深刻。板书：生物膜的结构流动镶嵌模型一 发现历程1化学成分：脂质和蛋白质糖蛋白蛋白质磷脂双分子层2膜结构
