生物膜的流动镶嵌模型教学设计2

生物膜的流动镶嵌模型 教学设计

江苏省泰州中学 黄 敏

【教材分析】

人教版必修1第4章共3节内容，第1节《物质跨膜运输的实例》，第2节《生物膜的流动镶嵌模型》，第3节《物质跨膜运输的方式》。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜，膜为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，膜结构又是解释物质跨膜运输的方式的基础。这3节内容的内在联系是：功能—结构—功能。由此可见，本节内容在第4章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。

本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。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，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。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，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。

【教学目标】 1．知识与技能

①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律。 ②举例说明生物膜具有流动性特点。 ③简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。 2．过程与方法

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。 3．情感态度与价值观

①生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。

②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。

③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。

【教学重点】流动镶嵌模型的基本内容。

【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。 【教学方法】谈话法、探究法

【教具准备】多媒体课件、制作生物膜模型的废旧物品（包裹中药丸的球形蜡壳、电线、解剖针、泡沫塑料等）

【课时安排】1课时 【教学设计思路】

教学内容 基本策略

问题②: 在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？ 实验三： 1925 年， 两位荷兰科学家 E.Gorter 和 F.Grendel 作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验： 将抽提出的脂质在空气 —水界面上铺成单分子层， 测得其分子所占的面积相当于 所用的红细胞表面积的 2 倍。 问题①:你能推测出什么结论？ 问题②: 细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢？细 胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢？画出来进行比 较哪种情况膜稳定性强？ 小结与思考 讨论对膜的研究为什么是从生理功能入手？ 脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？蛋白质位于脂双层的 什么位置？ “提出假说” 的科学方法 介绍。 主要是限于当时的条件。 实验、 推理想象—假说—进一 步验证完善。 展示 20 世纪 50 年代电子 (2)单位膜模型的提出 显微镜诞生后拍摄的细胞膜 结构的电镜照片 实验四：1959 年，J.D.Robertsen 根据电镜下观察到的细 胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出单位膜结构模型。 问题①:单位膜结构的主要内容是什么？ 问题②:单位膜结构有什么缺陷？ 问题③:有哪些证据证明细胞膜中的物质是不断运动的 呢？ 洋葱表皮细胞渗透作用 失水图片 人的红细胞渗透作用吸 水涨破的图片 胞吞胞吐的图片 引导学生观察后思考 (3)新技术带来新模型 探究思路引导 细胞膜具有流动性， 必然 实验五：展示 1970 年 L.D.Frye 和 H.Edidin 的人——鼠细 体现在膜的形

状变化或其上 胞融合实验。 问题：①该实验表明什么？ ②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。 分子的运动。如 了解技术进 步对科学研 ①白细胞吞噬细菌的过 究发展的作 了解技术进 步对科学研 究发展的作 用 学生评价、教师评价 学生小组讨论后， 推选代 表发言

程；②变形虫的伪足运动现 用 实验六： 动物细胞吸水膨胀时， 磷脂双分子层的厚度变小。 象；③受精时细胞的融合过 程； ④动物细胞分裂时细胞膜 问题：说明什么？ 的缢裂过程；

实验七：展示 1972 年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型 示意图 问题：①细胞膜的组成成分？ ②细胞膜的基本支架？ ③蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？ ④细胞膜的结构特点和功能特点？ 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。 小结 ①19 世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由___________ 组成的。 ②20 世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 ___________和__________组成。 ③1925 年，荷兰科学家得出：脂质分子是 层分布的；

④1959 年，罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有 生物膜都由 三层结构组成； 总结结构与 功能相适应 ⑤1970 年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出 细胞膜具有 性； ①生物膜的流动镶嵌模 的观点；人 型不可能完美无缺 类对自然的 认识是永无 ⑥1972 年桑格和尼克森提出⑥1972 年，桑格和尼克森提 出了 思考 ①生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？ 模型.模型。 ②实验技术的进步所起 止境的 到关键性的推动作用 ③在建立生物膜模型的 过程中， 结构和功能相适应的 观点始终引导人们不断实践、 认识、再实践、再认识，使人 ②纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程， 实验技术的 类一步步接近生物膜的真相 进步所起到怎样的作用？ ③分析生物膜模型的建立过程中， 结构和功能相适应是如 何体现的？

【教后反思】

1．尽量为学生创造探究活动的机会，激发学习兴趣。本节教学设计上主要突出科学史教育，经过教师精心设计，将各位科学家实验的资料，再加工成一连串环环相扣的问题来引导学生探究，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。

2．保护学生的自尊心，培育学生创造的激情。教师必须设置好探究历程的梯度（如，补充磷脂分子结构与特性的知识），并且不能超出学生当前的认知结构和认知水平，并适时、恰当地给学生创新提供帮助，使其能享受成功喜悦，激发并能维持学生的创造热情。

3．以活动促发展，促进学生知识建构。本节既有资料探究，小组讨论学习的活动，也有通过多媒体课件、学生画图、模型制作等手段，让学生动脑、动口、动眼、动手，学生学习方式多样，落实新课程标准倡导自主、探究、合作学习的要求，有效实现三维目标，学生学得既灵活又实在。