第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型(市優(yōu)質(zhì)課)匯總.doc

生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計【教材分析】1、地位作用生物膜的流動鑲嵌模型一節(jié)是人教版必修1分子與細(xì)胞第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出之第二節(jié)，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”所反映的生物膜對物質(zhì)的進(jìn)出控制具有選擇性等知識有一定的聯(lián)系，并對第三節(jié)學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健弊髁酥R準(zhǔn)備。這3節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系是：功能結(jié)構(gòu)功能，由此可見，這節(jié)的內(nèi)容安排很巧妙在第四章中起著承上啟下的作用，有助于幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。2、本節(jié)主要內(nèi)容：（1）科學(xué)家對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。本節(jié)以較多的篇幅介紹了對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，并安排了兩個思考與討論，讓學(xué)生在認(rèn)識細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的同時，了解這些知識的來龍去脈，認(rèn)識到可以通過對現(xiàn)象的推理分析提出假說，假說仍然需要觀察和實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。隨著技術(shù)手段的改進(jìn)不斷發(fā)現(xiàn)新的證據(jù)，原有的觀點(diǎn)或理論還會不斷得到修正和完善。 （2）生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說中，細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍認(rèn)同的，能較好地解釋人們對細(xì)胞膜功能的認(rèn)識，學(xué)生必須展開想象力，通過畫圖、想象等，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)，理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型的基本要點(diǎn)。【學(xué)情分析】1、學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞，知道了組成細(xì)胞的元素和化合物，掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，尤其是細(xì)胞膜作為最基本生命系統(tǒng)的邊界等相關(guān)知識，為本節(jié)知識的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。2、高中學(xué)生已具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對事物的探索好奇，但往往具有盲目性，缺乏目的性，并對探索科學(xué)的過程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。所以教師的思維導(dǎo)向就顯得十分重要。本節(jié)課利用科學(xué)史實(shí)驗(yàn)資料，設(shè)計學(xué)生要探究的問題，讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下進(jìn)行基于資料和問題的課堂探究活動，問題的設(shè)計層層深入，按照學(xué)生的思維水平和能力達(dá)到一定深度，使學(xué)生順利由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識過渡?！窘谭ǚ治觥?根據(jù)主體性教學(xué)目標(biāo)，以“自主性、探究性、合作性”為學(xué)生學(xué)習(xí)的三個基本維度，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為指導(dǎo)，以側(cè)重科學(xué)方法教育為歸宿。本節(jié)課采用“引導(dǎo)探究”教學(xué)模式，融合討論法、比較法、歸納法等多種教學(xué)方法，并配以多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程。與此同時要注重教師與學(xué)生之間以及學(xué)生和學(xué)生之間的互動,適時適度的引導(dǎo)學(xué)生,讓學(xué)生自己去進(jìn)行分析、討論、歸納和總結(jié)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1知識與技能通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。舉例說明生物膜具有流動性特點(diǎn)。簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2過程與方法通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，學(xué)習(xí)做出假設(shè)。發(fā)揮空間想象力，通過畫圖和相應(yīng)動畫的幫助下，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。3情感態(tài)度與價值觀生物膜結(jié)構(gòu)的研究是立足于生物膜所具有的功能特點(diǎn)上開展的，樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辯證唯物主義自然觀。正確認(rèn)識科學(xué)價值觀，理解假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。正確認(rèn)識實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展中的作用?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)?！窘虒W(xué)方法】討論法、比較法、歸納法等【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、生物膜模型，多媒體課件、制作生物膜模型的廢舊物品（回形針、泡沫塑料等）【課時安排】1課時【教學(xué)設(shè)計思路】體驗(yàn)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程問題探討設(shè)問引入闡述流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容【教學(xué)流程圖】導(dǎo)入新課：分析課本P65頁問題探討：塑料袋、普通布和彈力布，讓學(xué)生選擇并解釋原因?qū)ι锬そY(jié)構(gòu)的探索歷程學(xué)生總結(jié)歸納細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)特性流動鑲嵌模型基本內(nèi)容發(fā)桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型【教學(xué)實(shí)施的程序】教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖新課導(dǎo)入：課本P65問題探討 :在制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型的活動中，選用塑料袋、普通布和彈力布三種材料做細(xì)胞膜，哪種材料更合適？分小組討論回答： 三種材料的特性：塑料袋不具有通透性，普通布雖具有一定的通透性但是不具有彈性，而彈力布不僅具有一定的彈性，還具有一定的通透性。點(diǎn)燃學(xué)生的好奇之火，激發(fā)學(xué)生對生物膜結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈興趣和渴望探索的動機(jī)。師生共識： 選擇彈力布做細(xì)胞膜的材料，相對好一些。教師提問：為什么彈力布適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能，能不能舉出實(shí)例進(jìn)行解釋？舉例：細(xì)胞膜很薄，是細(xì)胞這個生命系統(tǒng)的邊界。細(xì)胞膜是選擇透過性膜，能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出，讓一部分物質(zhì)通過，其他物質(zhì)不能通過。植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)告訴我們，細(xì)胞能夠在一定范圍內(nèi)脹大和縮小，說明細(xì)胞膜具有一定的彈性。塑料袋只能滿足作為系統(tǒng)邊界的要求，普通布能夠滿足系統(tǒng)的邊界和讓一部分物質(zhì)透過這兩項(xiàng)功能的要求，只有彈力布能夠滿足前面提到的三項(xiàng)功能的要求。教師講述：當(dāng)然，這幾種材料的特點(diǎn)與真實(shí)的細(xì)胞膜之間還有不小的差距。今天就讓我們沿著科學(xué)家的腳步看看科學(xué)家是怎樣一步步的揭開膜結(jié)構(gòu)的神秘面紗的!一、生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程教師講述：科學(xué)家是怎樣開始對膜結(jié)構(gòu)的研究的呢？閱讀回答問題：PPT展示：實(shí)驗(yàn)一：19世紀(jì)末E.Overton用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的研究發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過細(xì)胞膜；而非脂溶性分子則難以通過。提問1：歐文頓得出了什么結(jié)論?他是依據(jù)什么得出的？ 實(shí)驗(yàn)二：20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，提問2：根據(jù)所學(xué)知識分析，提取細(xì)胞膜的材料是什么？為什么選擇該材料？ 提問3：科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)得出了什么結(jié)論? 該結(jié)論是否支持歐文頓的發(fā)現(xiàn)？實(shí)驗(yàn)三：1917年美國科學(xué)家朗姆瓦提出磷脂分子的頭部親水，尾部疏水。提問4：磷脂分子的組成是怎樣的？教師活動：介紹磷脂分子?；顒右唬赫埜鶕?jù)磷脂分子的特點(diǎn)，建構(gòu)磷脂分子在空氣水界面的分布模型。 （請1-2名學(xué)生將自己制作的模型放到實(shí)物展臺供大家參考）活動二：請根據(jù)組織細(xì)胞生活的環(huán)境，構(gòu)建磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布模型。（請1-2名學(xué)生將自己制作的模型放到實(shí)物展臺供大家參考）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出假說：磷脂分子在細(xì)胞膜中排列為兩層提問5：提出假說后是否需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？ 實(shí)驗(yàn)四：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特（E.Gorter）和格倫德爾（F.Grendel）用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取膜脂質(zhì)，將提出的脂質(zhì)在空氣水界面上鋪成單分子層，測得其分子所占的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。提問6：戈特和格倫德爾的實(shí)驗(yàn)得出了什么結(jié)論？學(xué)生閱讀課本P65P67內(nèi)容：小組討論回答：1、膜是由脂質(zhì)組成的。依據(jù)相似相溶原理。小組討論回答：2、制備細(xì)胞膜的材料是哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，原因是該材料沒有細(xì)胞膜和眾多的細(xì)胞器。3、細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。該結(jié)論支持歐文頓的發(fā)現(xiàn)。小組討論回答：4、磷脂分子由一分子膽堿，一分子磷酸，一分子甘油組成頭部，具有親水性；兩分子脂肪酸（一分子飽和脂肪酸，一分子不飽和脂肪酸）構(gòu)成尾部，具有疏水性小組合作，請1-2名學(xué)生將自己制作的模型放到實(shí)物展臺供大家參考。磷脂分子頭部靠近水面，尾部在空氣中。小組合作，請1-2名學(xué)生將自己制作的模型放到實(shí)物展臺供大家參考。細(xì)胞膜是由雙層磷脂分子構(gòu)成。親水頭部朝外，疏水尾部朝內(nèi)。5、假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。6、細(xì)胞中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。沿著科學(xué)家的足跡，感同身受的體會發(fā)現(xiàn)過程。重溫舊知，鞏固新知。訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的能力。學(xué)習(xí)模型建構(gòu)的方法。培養(yǎng)學(xué)生合作探究能力，交流表達(dá)能力、動手操作能力。訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的能力。訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)五：1959年，J.D.Robertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細(xì)胞膜暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)，提出單位膜結(jié)構(gòu)模型。活動三：展開你的想像力，嘗試構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型。 （請1-2名學(xué)生將自己制作的模型放到實(shí)物展臺供大家參考）教師講述：在靜態(tài)的三層結(jié)構(gòu)模型下，細(xì)胞膜的復(fù)制功能難以實(shí)現(xiàn)，對細(xì)胞生長、變形蟲的變形運(yùn)動等現(xiàn)象不好解釋，因此對膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生質(zhì)疑。（PPT動畫展示變形蟲的變形運(yùn)動）實(shí)驗(yàn)六：20世紀(jì)60年代，科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白顆粒實(shí)驗(yàn)七：1970年，弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面蛋白質(zhì)分子，發(fā)紅色熒光的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面蛋白質(zhì)分子，將人鼠細(xì)胞融合（動畫展示）小組討論回答：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ (在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的“暗亮暗”三層結(jié)構(gòu)。)羅伯特森提出了什么假說？ (所有生物膜都是由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。)討論單位膜模型的局限性？ (把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，解釋不了膜的許多生理功能。)小組合作，請1-2名學(xué)生將自己制作的模型放到實(shí)物展臺供大家參考學(xué)生觀察并討論回答：科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白顆粒分布示意圖。小組討論回答：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ (實(shí)驗(yàn)表明蛋白質(zhì)并不是全部平鋪在脂質(zhì)的表面，有的蛋白質(zhì)是鑲或嵌在脂質(zhì)雙分子層中的。)學(xué)生觀察并討論回答：觀察：Flash演示小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的融合過程。小組討論回答：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ （兩種顏色的熒光均勻分布。）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？ 細(xì)胞膜具有流動性（膜分子是運(yùn)動的）。了解技術(shù)進(jìn)步對科學(xué)研究發(fā)展的作用。培養(yǎng)學(xué)生合作探究能力，交流表達(dá)能力。了解技術(shù)進(jìn)步對科學(xué)研究發(fā)展的作用。了解技術(shù)進(jìn)步對科學(xué)研究發(fā)展的作用。師生共識：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性是具有一定的流動性。實(shí)驗(yàn)八：展示1972年桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型示意圖。學(xué)生閱讀課文，結(jié)合PPT展示的流動鑲嵌模型示意圖思考和總結(jié)：讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)同技術(shù)進(jìn)步推動了假說的發(fā)展，并且假說不斷被修正和完善。突出模型建構(gòu)方法：實(shí)驗(yàn)、推理想象提出假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善不斷發(fā)展。二、生物膜的流動鑲嵌模型的內(nèi)容：flash演示：細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模型教師展示：細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型教師提問：細(xì)胞膜的組成成分？細(xì)胞膜的基本支架？蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么，為什么細(xì)胞膜會有這樣的特點(diǎn)？細(xì)胞膜外表面的特殊結(jié)構(gòu)是什么，有什么作用？教師提供材料：制作生物膜模型的廢舊物品（回形針、泡沫塑料等）教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：1、學(xué)生觀察：2、通過觀察回答問題：、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類。、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。、蛋白質(zhì)分子或鑲或嵌，或貫穿于磷脂雙分子層中，大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動的。、生物膜具有一定的流動性。組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動的，所以使得細(xì)胞膜具有了流動性。、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。具有保護(hù)、潤滑、識別的作用2、學(xué)生分小組制作生物膜模型：3、每個學(xué)生小組派代表展示、講解：學(xué)生回顧所學(xué)知識：19世紀(jì)末，歐文頓 : 膜由脂質(zhì)組成20世紀(jì)初，科學(xué)家： 膜的主要成分是 脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年，戈特和格倫德爾： 脂質(zhì)分子排列為兩層1959年，羅伯特森： 蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì) 靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1970年，弗雷和埃迪登： 細(xì)胞膜具有流動性 1972年，桑格和尼克森： 流動鑲嵌模型 流動鑲嵌模型的內(nèi)容：細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層；磷脂分子具有流動性；蛋白質(zhì)分子鑲、嵌、貫穿于磷脂分子中；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動；蛋白質(zhì)和多糖結(jié)合形成的糖蛋白具有保護(hù)、潤滑、識別的作用；細(xì)胞膜上還有由多糖和磷脂分子結(jié)合形成的糖脂。通過動畫演示、提問強(qiáng)化生物膜“流動鑲嵌模型”的基本內(nèi)容。通過學(xué)生動手制作模型強(qiáng)化生物膜“流動鑲嵌模型”的基本內(nèi)容?？偨Y(jié)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)【板書設(shè)計】第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型一、生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時間人物結(jié)論二、生物膜的流動鑲嵌模型的內(nèi)容：【教學(xué)反思】1、盡量為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會進(jìn)行探究活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。本節(jié)教學(xué)設(shè)計上主要突出科學(xué)史實(shí)教育，經(jīng)過教師精心設(shè)計，將各位科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的資料，再加工成一連串環(huán)環(huán)相扣的問題來引導(dǎo)學(xué)生探究，讓學(xué)生身臨其境，仿佛自己就是科學(xué)家在進(jìn)行研究，從中學(xué)習(xí)模型建構(gòu)方法：實(shí)驗(yàn)、推理想象提出假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善不斷發(fā)展；正確認(rèn)識實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)研究發(fā)展中的作