第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型(市優(yōu)質課)匯總.doc

生物膜的流動鑲嵌模型教學設計【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分子與細胞第四章細胞的物質輸入和輸出之第二節(jié)，與第一節(jié)“物質跨膜運輸?shù)膶嵗彼从车纳锬ξ镔|的進出控制具有選擇性等知識有一定的聯(lián)系，并對第三節(jié)學習“物質跨膜運輸?shù)姆绞健弊髁酥R準備。這3節(jié)內容的內在聯(lián)系是：功能結構功能，由此可見，這節(jié)的內容安排很巧妙在第四章中起著承上啟下的作用，有助于幫助學生建立結構與功能相適應的觀點。2、本節(jié)主要內容：（1）科學家對細胞膜結構的探索歷程。本節(jié)以較多的篇幅介紹了對生物膜結構的探索歷程，并安排了兩個思考與討論，讓學生在認識細胞膜結構的同時，了解這些知識的來龍去脈，認識到可以通過對現(xiàn)象的推理分析提出假說，假說仍然需要觀察和實驗來驗證。隨著技術手段的改進不斷發(fā)現(xiàn)新的證據(jù)，原有的觀點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容。在眾多對細胞膜結構的假說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍認同的，能較好地解釋人們對細胞膜功能的認識，學生必須展開想象力，通過畫圖、想象等，構建細胞膜的空間立體結構，理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型的基本要點?！緦W情分析】1、學生已經了解了細胞，知道了組成細胞的元素和化合物，掌握了細胞的基本結構，尤其是細胞膜作為最基本生命系統(tǒng)的邊界等相關知識，為本節(jié)知識的學習奠定了基礎。2、高中學生已具備了一定的觀察和認知能力，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，并對探索科學的過程與方法及結論的形成缺乏理性的思考。所以教師的思維導向就顯得十分重要。本節(jié)課利用科學史實驗資料，設計學生要探究的問題，讓學生在問題引導下進行基于資料和問題的課堂探究活動，問題的設計層層深入，按照學生的思維水平和能力達到一定深度，使學生順利由感性認識向理性認識過渡。【教法分析】 根據(jù)主體性教學目標，以“自主性、探究性、合作性”為學生學習的三個基本維度，以培養(yǎng)學生的科學素質為指導，以側重科學方法教育為歸宿。本節(jié)課采用“引導探究”教學模式，融合討論法、比較法、歸納法等多種教學方法，并配以多媒體輔助教學，引導學生模擬科學發(fā)現(xiàn)過程。與此同時要注重教師與學生之間以及學生和學生之間的互動,適時適度的引導學生,讓學生自己去進行分析、討論、歸納和總結。【教學目標】1知識與技能通過分析科學家建立生物膜模型的過程，闡述科學發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。舉例說明生物膜具有流動性特點。簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。2過程與方法通過分析科學家建立生物膜模型的過程，學習做出假設。發(fā)揮空間想象力，通過畫圖和相應動畫的幫助下，構建細胞膜的空間立體結構。3情感態(tài)度與價值觀生物膜結構的研究是立足于生物膜所具有的功能特點上開展的，樹立生物結構與功能相適應的辯證唯物主義自然觀。正確認識科學價值觀，理解假說的提出要有實驗和觀察的依據(jù)，需要有嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，并通過實驗進一步驗證。正確認識實驗技術手段的進步在促進科學的發(fā)展中的作用?！窘虒W重點】流動鑲嵌模型的基本內容?！窘虒W難點】探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點?！窘虒W方法】討論法、比較法、歸納法等【教具準備】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【教學設計思路】體驗生物膜結構的探索歷程問題探討設問引入闡述流動鑲嵌模型的基本內容【教學流程圖】導入新課：分析課本P65頁問題探討：塑料袋、普通布和彈力布，讓學生選擇并解釋原因對生物膜結構的探索歷程學生總結歸納細胞膜成分和結構特性流動鑲嵌模型基本內容發(fā)桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型【教學實施的程序】教師活動學生活動教學意圖新課導入：課本P65問題探討 :在制作真核細胞三維結構模型的活動中，選用塑料袋、普通布和彈力布三種材料做細胞膜，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。點燃學生的好奇之火，激發(fā)學生對生物膜結構的強烈興趣和渴望探索的動機。師生共識： 選擇彈力布做細胞膜的材料，相對好一些。教師提問：為什么彈力布適于體現(xiàn)細胞膜的功能，能不能舉出實例進行解釋？舉例：細胞膜很薄，是細胞這個生命系統(tǒng)的邊界。細胞膜是選擇透過性膜，能夠控制物質的進出，讓一部分物質通過，其他物質不能通過。植物細胞質壁分離和復原的實驗告訴我們，細胞能夠在一定范圍內脹大和縮小，說明細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透過這兩項功能的要求，只有彈力布能夠滿足前面提到的三項功能的要求。教師講述：當然，這幾種材料的特點與真實的細胞膜之間還有不小的差距。今天就讓我們沿著科學家的腳步看看科學家是怎樣一步步的揭開膜結構的神秘面紗的!一、生物膜結構的探索歷程教師講述：科學家是怎樣開始對膜結構的研究的呢？閱讀回答問題：PPT展示：實驗一：19世紀末E.Overton用植物細胞研究細胞膜的通透性。他選取用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次的研究發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過細胞膜；而非脂溶性分子則難以通過。提問1：歐文頓得出了什么結論?他是依據(jù)什么得出的？ 實驗二：20世紀初，科學家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，提問2：根據(jù)所學知識分析，提取細胞膜的材料是什么？為什么選擇該材料？ 提問3：科學家通過實驗得出了什么結論? 該結論是否支持歐文頓的發(fā)現(xiàn)？實驗三：1917年美國科學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，建構磷脂分子在空氣水界面的分布模型。 （請1-2名學生將自己制作的模型放到實物展臺供大家參考）活動二：請根據(jù)組織細胞生活的環(huán)境，構建磷脂分子在細胞膜中的排布模型。（請1-2名學生將自己制作的模型放到實物展臺供大家參考）根據(jù)實驗現(xiàn)象提出假說：磷脂分子在細胞膜中排列為兩層提問5：提出假說后是否需要實驗驗證？ 實驗四：1925年，兩位荷蘭科學家戈特（E.Gorter）和格倫德爾（F.Grendel）用丙酮從人的紅細胞中提取膜脂質，將提出的脂質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胞表面積的2倍。提問6：戈特和格倫德爾的實驗得出了什么結論？學生閱讀課本P65P67內容：小組討論回答：1、膜是由脂質組成的。依據(jù)相似相溶原理。小組討論回答：2、制備細胞膜的材料是哺乳動物成熟的紅細胞，原因是該材料沒有細胞膜和眾多的細胞器。3、細胞膜的主要成分是脂質和蛋白質。該結論支持歐文頓的發(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）構成尾部，具有疏水性小組合作，請1-2名學生將自己制作的模型放到實物展臺供大家參考。磷脂分子頭部靠近水面，尾部在空氣中。小組合作，請1-2名學生將自己制作的模型放到實物展臺供大家參考。細胞膜是由雙層磷脂分子構成。親水頭部朝外，疏水尾部朝內。5、假說的提出要有實驗和觀察的依據(jù)，需要通過觀察和實驗進一步驗證和完善。6、細胞中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層。沿著科學家的足跡，感同身受的體會發(fā)現(xiàn)過程。重溫舊知，鞏固新知。訓練學生分析問題和解決問題的能力。學習模型建構的方法。培養(yǎng)學生合作探究能力，交流表達能力、動手操作能力。訓練學生分析問題和解決問題的能力。訓練學生分析問題和解決問題的能力。實驗五：1959年，J.D.Robertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細胞膜暗亮暗的三層結構，提出單位膜結構模型。活動三：展開你的想像力，嘗試構建蛋白質分子在磷脂雙分子層中的排布模型。 （請1-2名學生將自己制作的模型放到實物展臺供大家參考）教師講述：在靜態(tài)的三層結構模型下，細胞膜的復制功能難以實現(xiàn)，對細胞生長、變形蟲的變形運動等現(xiàn)象不好解釋，因此對膜結構產生質疑。（PPT動畫展示變形蟲的變形運動）實驗六：20世紀60年代，科學家用掃描電鏡技術和冰凍蝕刻技術揭示了細胞膜結構中蛋白顆粒實驗七：1970年，弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面蛋白質分子，發(fā)紅色熒光的染料標記人細胞表面蛋白質分子，將人鼠細胞融合（動畫展示）小組討論回答：實驗的現(xiàn)象是什么？ (在電鏡下看到了細胞膜清晰的“暗亮暗”三層結構。)羅伯特森提出了什么假說？ (所有生物膜都是由“蛋白質脂質蛋白質”三層結構構成的靜態(tài)統(tǒng)一結構。)討論單位膜模型的局限性？ (把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構，解釋不了膜的許多生理功能。)小組合作，請1-2名學生將自己制作的模型放到實物展臺供大家參考學生觀察并討論回答：科學家用掃描電鏡技術和冰凍蝕刻技術揭示了細胞膜結構中蛋白顆粒分布示意圖。小組討論回答：實驗的現(xiàn)象是什么？ (實驗表明蛋白質并不是全部平鋪在脂質的表面，有的蛋白質是鑲或嵌在脂質雙分子層中的。)學生觀察并討論回答：觀察：Flash演示小鼠細胞和人細胞的融合過程。小組討論回答：實驗的現(xiàn)象是什么？ （兩種顏色的熒光均勻分布。）實驗結論是什么？ 細胞膜具有流動性（膜分子是運動的）。了解技術進步對科學研究發(fā)展的作用。培養(yǎng)學生合作探究能力，交流表達能力。了解技術進步對科學研究發(fā)展的作用。了解技術進步對科學研究發(fā)展的作用。師生共識：細胞膜的結構特性是具有一定的流動性。實驗八：展示1972年桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型示意圖。學生閱讀課文，結合PPT展示的流動鑲嵌模型示意圖思考和總結：讓學生進一步認同技術進步推動了假說的發(fā)展，并且假說不斷被修正和完善。突出模型建構方法：實驗、推理想象提出假說進一步驗證完善不斷發(fā)展。二、生物膜的流動鑲嵌模型的內容：flash演示：細胞膜的亞顯微結構模型教師展示：細胞膜的流動鑲嵌模型教師提問：細胞膜的組成成分？細胞膜的基本支架？蛋白質分子在磷脂雙分子層上如何排布的？細胞膜的結構特點是什么，為什么細胞膜會有這樣的特點？細胞膜外表面的特殊結構是什么，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）教師引導學生小結：1、學生觀察：2、通過觀察回答問題：、脂質、蛋白質和糖類。、磷脂雙分子層構成膜的基本支架。、蛋白質分子或鑲或嵌，或貫穿于磷脂雙分子層中，大多數(shù)蛋白質是可以運動的。、生物膜具有一定的流動性。組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子是可以運動的，所以使得細胞膜具有了流動性。、細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成的糖蛋白，叫做糖被。具有保護、潤滑、識別的作用2、學生分小組制作生物膜模型：3、每個學生小組派代表展示、講解：學生回顧所學知識：19世紀末，歐文頓 : 膜由脂質組成20世紀初，科學家： 膜的主要成分是 脂質和蛋白質1925年，戈特和格倫德爾： 脂質分子排列為兩層1959年，羅伯特森： 蛋白質-脂質-蛋白質 靜態(tài)統(tǒng)一結構1970年，弗雷和埃迪登： 細胞膜具有流動性 1972年，桑格和尼克森： 流動鑲嵌模型 流動鑲嵌模型的內容：細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層；磷脂分子具有流動性；蛋白質分子鑲、嵌、貫穿于磷脂分子中；大多數(shù)蛋白質分子可以運動；蛋白質和多糖結合形成的糖蛋白具有保護、潤滑、識別的作用；細胞膜上還有由多糖和磷脂分子結合形成的糖脂。通過動畫演示、提問強化生物膜“流動鑲嵌模型”的基本內容。通過學生動手制作模型強化生物膜“流動鑲嵌模型”的基本內容?？偨Y結構與功能相適應的觀點【板書設計】第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型一、生物膜結構的探索歷程時間人物結論二、生物膜的流動鑲嵌模型的內容：【教學反思】1、盡量為學生創(chuàng)造機會進行探究活動，激發(fā)學生學習興趣。本節(jié)教學設計上主要突出科學史實教育，經過教師精心設計，將各位科學家實驗的資料，再加工成一連串環(huán)環(huán)相扣的問題來引導學生探究，讓學生身臨其境，仿佛自己就是科學家在進行研究，從中學習模型建構方法：實驗、推理想象提出假說進一步驗證完善不斷發(fā)展；正確認識實驗技術手段的進步在促進科學研究發(fā)展中的作