高中生物-第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計教師：同學(xué)們，通過對細胞結(jié)構(gòu)的學(xué)習，我們想制作細胞的三維結(jié)構(gòu)模型，在選擇細胞膜的材料時我們遇到了難題，塑料袋、普通布和彈力布，我們該選擇哪種呢？學(xué)生：細胞膜是選擇透過性膜，有些物質(zhì)能通過，有些物質(zhì)不能通過，所以塑料袋不合適。普通布沒有彈性，而我們在質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗中我們發(fā)現(xiàn)生物膜是有彈性的，所以我們選擇彈力布。教師組織學(xué)生用手指觸摸卵黃膜，親身感受細胞膜的存在和彈性。教師：細胞膜究竟有什么樣的結(jié)構(gòu)決定了它能具有選擇透過性，能有彈性呢？引出課題：第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型【師生互動】對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程為什么生物膜能控制物質(zhì)的進出呢？這與生物膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？科學(xué)家就是帶著這樣的疑問，開始了對生物膜結(jié)構(gòu)的探索。多媒體展示材料一資料一：時間:19世紀末人物：歐文頓(E.Overton）實驗：用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞的通透性進行過上萬次的實驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞。教師:如果你是歐文頓看到這樣的現(xiàn)象能幫助我們提煉出什么樣的結(jié)論呢?學(xué)生:細胞膜的成分中有脂質(zhì)成分。教師：同學(xué)們得出的結(jié)論正好與歐文頓的結(jié)論一樣。那么，你們的這個結(jié)論是根據(jù)現(xiàn)象的推理還是通過對膜成分的提取和鑒定？學(xué)生：是從生理功能上入手，通過推理分析得出的。教師：那么在通過推理得出結(jié)論后還需要對膜的成分進行提取分離和鑒定呢？學(xué)生：有必要。只有通過鑒定才更準確。教師：那么為什么歐文頓一開始不對膜的成分進行鑒定呢？學(xué)生：當時的技術(shù)條件不能實現(xiàn)。教師：確實如此。由此可見技術(shù)對于科學(xué)研究的重要性。直到20世紀初，科學(xué)家才能從哺乳動物成熟的紅細胞中將膜分離出來。多媒體展示材料二資料二:20世紀初，科學(xué)家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。教師：你能推測出什么結(jié)論？學(xué)生：說明細胞膜的成分除有脂質(zhì)還有蛋白質(zhì)。教師：到此科學(xué)家已經(jīng)知道了生物膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，那么這些分子是如何排列形成特定結(jié)構(gòu)的生物膜的呢？多媒體展示材料三資料三：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提紅細胞膜脂質(zhì)實驗：將抽提出的脂質(zhì)在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得其分子所占的面積相當于所用的紅細胞表面積的2倍。教師：你能推測出什么結(jié)論？學(xué)生：脂質(zhì)分子在細胞膜中是排列成兩排的。教師：細胞膜中的脂質(zhì)為什么會排列為連續(xù)兩層呢？又是如何排列的呢？細胞膜中含量最豐富的是磷脂，磷脂分子的結(jié)構(gòu)有親水的頭部和疏水性的尾部。多媒體展示材料四：（磷脂分子和其在空氣水界面上的分布情況）教師：利用已有的知識推理和想象，提出許多磷脂分子被攪動后在水溶液中形成的穩(wěn)定排布假說，并用畫圖來表達。展示學(xué)生小組活動結(jié)果，引導(dǎo)交流相互評價。

（攪動后在水溶液中形成的穩(wěn)定排布是形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體和形成球狀的微團）提問：1、由攪動后在水溶液中形成的雙層脂分子的球形脂質(zhì)體，內(nèi)外都有水環(huán)境，那么細胞膜內(nèi)外是什么環(huán)境？2、如果把球型的脂質(zhì)體展開為單分子層大家推測他們的面積比例是？學(xué)生通過討論得到細胞膜中磷脂的排布方式：教師：那么其中的蛋白質(zhì)分子是如何分布的呢？20世紀40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測脂質(zhì)兩邊覆蓋著蛋白質(zhì)。直到20世紀50年代，電子顯微鏡誕生，科學(xué)家用它來觀察細胞膜。多媒體展示材料五資料五1959年，J.D.Robertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細胞膜暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，大膽提出生物膜的模型：所有生物膜都由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)資料來構(gòu)建生物膜的結(jié)構(gòu)圖。教師：這樣的模型特征與我們學(xué)過的生物學(xué)知識有矛盾的地方嗎？組織小組討論，得出結(jié)論。學(xué)生：細胞的膨脹和皺縮，植物細胞的植壁分離與復(fù)原，變形蟲的運動，分泌蛋白的形成和分泌，白細胞吞噬病菌等都說明細胞膜不是靜態(tài)的。教師：很好。隨著科技的進步科學(xué)家多生物膜的研究日益深入，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面的，有的是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的。指導(dǎo)學(xué)生修改細胞膜的結(jié)構(gòu)圖。展示材料六資料六：1970年L.D.Frye和H.Edidin的人——鼠細胞融合實驗。教師：該實驗表明什么？學(xué)生：這個實驗說明組成生物膜的蛋白質(zhì)是可以運動的。多媒體展示材料七資料七：磷脂分子在不同溫度下的運動情況（flash演示）教師：資料說明了什么？六七兩個資料共同說明了生物膜具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點？學(xué)生：說明磷脂分子也是可以運動的。說明生物膜具有一定的流動性。教師：1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。多媒體展示材料八流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容來完善生物膜的結(jié)構(gòu)圖。教師小結(jié)：1．膜主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成，還有少量多糖。2．膜的基本支架：磷脂雙分子層（親水頭部朝外，疏水尾部朝內(nèi)）3．蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系，體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。4．膜的結(jié)構(gòu)特點：具有流動性（磷脂和大部分的蛋白質(zhì)分子都是可以運動的）課后拓展生物膜的流動鑲嵌模型是不是已經(jīng)非常完善了呢？有沒有什么局限呢？還有其他被人們接受的新模型嗎？請利用互聯(lián)網(wǎng)搜索科學(xué)家對生物膜研究的新進展情況，通過小組內(nèi)部的組織和加工在班級中進行交流。板書設(shè)計一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1、歐文頓的實驗：膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。

2、化學(xué)分析表明，膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。3、膜中的脂質(zhì)分子排布成連續(xù)兩層。4、羅伯特森的“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。5、小鼠細胞和人細胞融合實驗

：細胞膜具有流動性。6、桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。

二、流動鑲嵌模型的具體內(nèi)容1.內(nèi)容2.結(jié)構(gòu)特點：流動性3.功能特點：選擇透過性學(xué)情分析了解學(xué)生掌握學(xué)情是展開教學(xué)的基礎(chǔ)。我們的學(xué)生是高中一年級的學(xué)生，他們在通過初中的生物學(xué)知識的積累，以及通過前三章的學(xué)習，學(xué)到了很多知識，也掌握一定的生物學(xué)學(xué)習的方法和技巧，為本節(jié)的學(xué)習奠定了知識基礎(chǔ)。從學(xué)生的年齡特征來分析，我的學(xué)生已經(jīng)初步具有獨立思考的能力和抽象思維能力，這寫些都能幫助他們更好理解本節(jié)比較抽象的細胞膜的模型——“流動鑲嵌模型”。效果分析《生物膜的流動鑲嵌模型》這一節(jié)內(nèi)容，我主要通過前期精心的設(shè)計特別是在分析科學(xué)家的代表性實驗上重點下功夫，使得學(xué)生能夠積極參與、共同探討分析從而得出相關(guān)結(jié)論，掌握相關(guān)知識，重點培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實驗現(xiàn)象推理分析的能力。在課堂教學(xué)過程中，我首先利用多媒體展示的動態(tài)圖片充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和調(diào)動他們學(xué)習的積極性。一方面調(diào)動學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗，同時引起學(xué)生進一步探究的欲望，進行更廣泛和深入的思考。其次在本節(jié)的教學(xué)設(shè)計上應(yīng)主要突出科學(xué)史實教育。我將多位科學(xué)家的實驗過程加工成一連串環(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，親自動手模擬幾個代表性實驗的過程，體會從實驗現(xiàn)象——提出假說——進一步驗證完善——不斷發(fā)展的科學(xué)方法。學(xué)生通過體驗科學(xué)家研究的邏輯性和嚴密性，認識到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的漫長和不易，進而正確認識實驗技術(shù)手段的進步在促進科學(xué)研究發(fā)展中的重要作用。最后學(xué)生們將自己親手制作的靜態(tài)模型與多媒體動畫展示的動態(tài)模型結(jié)合起來，共同總結(jié)并歸納流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。一靜一動，相得益彰。學(xué)生們不僅在課堂上展示了自己制作的生物膜模型，還結(jié)合多媒體的優(yōu)勢掌握了生物膜的真實結(jié)構(gòu)。既鍛煉了自己動腦動手能力又使自己的推理分析能力得到了提高。這節(jié)課的內(nèi)容較為抽象，高一學(xué)生不易理解，需要通過教師的引導(dǎo)讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的探索過程，進而在自主探索中獲取知識。我在設(shè)計時既有小組討論學(xué)習，又注意通過多媒體課件、學(xué)生制作模型等手段讓學(xué)生進行動腦、動手等多樣化的學(xué)習方式，重在落實新課程標準實現(xiàn)三維目標的要求。課堂上，學(xué)生分組討論，積極配合模型的制作與展示，對學(xué)生合作探究能力的培養(yǎng)起到了很好的促進作用。教材分析《生物膜的流動鑲嵌模型》是人教版《必修1分子與細胞》第四章《細胞的物質(zhì)輸入和輸出》的第二節(jié)內(nèi)容。這一節(jié)回答了“為什么薄薄的細胞膜能夠選擇性的透過物質(zhì)，控制物質(zhì)進出細胞”，順承了第一節(jié)的內(nèi)容；同時，這一節(jié)詳細的介紹細胞膜的結(jié)構(gòu)，這為第三節(jié)《物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健返膶W(xué)習奠定了基礎(chǔ)，這也體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定功能的觀點。因此，這一節(jié)在第四章中起著承上啟下的作用，它是架起第一節(jié)和第三節(jié)的一座橋梁。另外，這一節(jié)內(nèi)容還與第二章中的“化合物”和第三章中的“細胞膜”、“生物膜系統(tǒng)”等內(nèi)容又有一定的聯(lián)系。如果學(xué)生能夠通過這節(jié)的學(xué)習，建立起與前邊知識的聯(lián)系，對于鞏固前一部分知識和理解這節(jié)內(nèi)容都有很大的幫助。評測練習1．生物膜的結(jié)構(gòu)特點是，功能特點為。2．科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)：脂溶性的物質(zhì)能優(yōu)先通過細胞膜，并且細胞膜能被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。這些事實說明，組成細胞的物質(zhì)中有。3．科學(xué)家用丙酮提取了細胞膜的脂質(zhì)，并將它在空氣與水的界面上展開時發(fā)現(xiàn)，這個但分子層的面積正好是紅細胞表面積的2倍，由此可以認為。4．生物膜的流動模型認為，構(gòu)成了膜的基本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂具有；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以的。5．糖被是細胞膜的外表，一層由細胞膜上的和結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是、等。課后反思對《生物膜的流動鑲嵌模型》這一節(jié)教材的認識和教學(xué)過程的設(shè)計，本著以學(xué)生在學(xué)習與發(fā)展中的主體地位為核心的主體性教育思想和教學(xué)思念。通過教學(xué)資源和信息技術(shù)的整合，為學(xué)生建立教學(xué)情境，使學(xué)生自主探究、合作交流，去發(fā)現(xiàn)知識、理解知識和運用知識，讓學(xué)生愿學(xué)、樂學(xué)、會學(xué)，發(fā)展成“終身學(xué)”。本設(shè)計在教學(xué)時，根據(jù)學(xué)生已有的細胞膜成分的基礎(chǔ)，通過提供資料，設(shè)置問題，讓學(xué)生作出假設(shè)并建立模型，再以提供科學(xué)家的有關(guān)實驗或是學(xué)生設(shè)計實驗的形式加以證明，很好的完成了三維課程目標。但還是有些“遺憾”。如在分組構(gòu)建模型時，部分小組無法在有限的時間內(nèi)想到完整的解決方案；在繪制生物膜概念圖和細胞膜結(jié)構(gòu)示意圖，少數(shù)同學(xué)的語言描述還不夠準確；在展覽學(xué)生手工制作生物膜模型時，部分模型制作還不夠精致和準確；在小組討論教學(xué)環(huán)節(jié)，少數(shù)學(xué)生還顯得靦腆，不夠熱情大方。在今后的教學(xué)中，要著重培養(yǎng)學(xué)生的語言表達能力，小組合作探究能力，養(yǎng)成科學(xué)嚴謹?shù)乃季S能力和構(gòu)建積極的人生觀和世界觀。課標分析本節(jié)內(nèi)容的課程標準是“簡述細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”。這項要求包括兩層含義：一是簡述細胞的生物膜系統(tǒng)的概念和功能；二是簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。因此本節(jié)在知識與技能方面的目標可定為簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。本節(jié)內(nèi)容以細胞膜分子結(jié)構(gòu)的探究歷程為主線，學(xué)生動腦分析實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論并構(gòu)建模型為重點，讓學(xué)生們從中體驗科學(xué)的實驗思想和實驗方法。因此本節(jié)在過程與方法方面的目標可定為嘗試提出問題做出假設(shè)。本節(jié)教材介紹了人類探究生物膜結(jié)構(gòu)的過程和方法，可以加深學(xué)生對科學(xué)的歷史和本質(zhì)的認識，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一，技術(shù)手段的進步，促進科學(xué)的發(fā)展等觀點對于學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀領(lǐng)域的發(fā)展有重要價值。因此本節(jié)在情感、態(tài)度與價值觀方面的教學(xué)目標可定為探討在建立