高中生物_生物膜的流动镶嵌模型教学设计学情分析教材分析课后反思

人教版必修一《分子与细胞》第四章细胞的物质输入和输出

第2节　生物膜的流动镶嵌模型

教学设计

1．教材分析

《生物膜的流动镶嵌模型》一节，是人教版必修—《分子与细胞》第四章的第二节，是前面第3章《细胞的基本结构》第1节《细胞膜—系统的边界》的一个拓展与延伸，和本章第1节《物质跨膜运输的实例》有密切联系，还为第三节《物质跨膜运输的方式》的学习做了知识准备，这三节内容的联系主线是：功能（实例）——结构——功能（原理）。所以，本节在第四章中起着承上启下的作用。

2．学情分析

学生已经了解了细胞、组成细胞的分子、细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识；在第三章的学习中过制作真核细胞的三维结构模型，知道细胞膜很薄，

是最基本生命系统的边界，能控制物质的进出，具有选择透过性；在第四章第一节的学习中做过植物细胞的质壁分离和复原实验，了解到细胞膜具有一定的弹性，这些已有的知识和经验为本节的学习奠定了基础。

3．教学目标

3.1 知识与技能：简述生物膜的结构。

3.2 过程与方法：尝试提出问题做出假设。

3.3 情感、态度与价值观：探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用;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。

4．重点和难点

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。

5．教学方法

以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程三维目标。采用“引导—观察分析—提出假设—实验验证”的教学模式，配以多媒体辅助教学，在体验生物膜的探索历程上给学生动态的感觉，老师教的轻松，学生学的自在。

6．学习方法

“授人与鱼，不如授人与渔”，要让学生会学、乐学，在教学中，要注重学生学习方法的指导和培养。在本节课中，学生将通过多种途径，来开展学生之间的协作学习和自主学习，形成以学生为主体的教学模式，让学生通过自己的主体活动，根据自身的反馈信息形成对客观事物的认识和理解，从而发展自身的创造性思维能力，提高自身的生物学素养。

7．教学设计

7.1 设计思想

这节课以新课改所倡导的教学理念为设计指导思想，把培养会学习的、具有高度科学文化素养和人文素养的人作为最终教学目标，以学生为中心，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程，提高课堂教学效率。

7.2 设计思路

本节课采用“引导—观察分析—提出假设—实验验证”的教学模式，通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验，让学生体验科学家的探索历程和艰辛、实验技术的进步所起的作用及结构与功能相适应的生物学观点。在探索历程的讲解中，添加小标题以凸显脉络，帮助学生梳理并体验结构模型的建构方法，同时理解并能够描述流动镶嵌模型的内容。

7.3 教学策略

由细胞膜的功能入手，结合结构与功能相适应的生物学思想，让学生明白有什么样的结构必然有什么样的功能，反之亦然。通过展示实验及材料，让学生了解细胞膜的组分及结构，发挥想象力，主动的沿着科学家的探索历程，一步步猜想并纠正自己的错误，最终得出流动镶嵌模型。

7.4 教学过程

2008北京油画

教师活动	学生活动		设计意图
[引入] 由细胞膜的小诗引入
中国定格动画论坛 [问题探讨] 在制作真核细胞三维结构模型的活动中，选用塑料袋、普通布和弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更适于体现细胞膜的功能？	[小组讨论回答] 三种材料的特性：塑料袋不具有通透性，普通布不具有柔变性，而弹力布不仅具有柔变性，还具有一定的通透性。贵阳中医学院图书馆		激发学生对生物膜结构的探究的兴趣。让学生切身感受科学的魅力，加深对科学过程和方法的理解。
[师生共识] 选择弹力布相对好一些。
[过渡] 其实，弹力布与真实的细胞膜之间还有很大的差距。今天我们就沿着科学家的脚步，一起去亲历科学家的探索历程!
[新课]
[过渡]物质或物体的结构是其组成成分间的组合形式的体现，要弄清某一物质或物体的结构，首先要弄清其化学组成成分。那么，细胞膜的组成成分是什么？		[小组讨论回答] 限于当时的技术条件，科学家们不知道细胞膜的结构，只好从研究细胞膜的生理现象入手来探究其化学组成成分。	初步建立科学研究离不开科技进步的思想。
一、生物膜成分及结构的探究
[展示资料] 细胞膜的通透性实验时间：19世纪末 1895年科学家：欧文顿（E.Overton）实验：物质对细胞膜的通透性问题：①实验的现象是什么？ ②欧文顿提出了什么假说？ [设疑] 探究细胞膜的化学组成成分，为什么不用化学分析的方法呢？膜是由脂质组成的这一假说在19世纪被提出。假说是否还需要进一步的实验和观察来验证和完善？ [展示资料] 细胞膜提取分离和成分分析时间：20世纪初实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。问题：①细胞膜的主要成分是什么？ ②可以用什么方法鉴定？		[阅读] P65教材正文第二段。 [观察] 欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性实验 [小组讨论回答] ①（凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。） ②（膜是由脂质组成的。） [小组讨论回答] 需要 [阅读] P65教材正文第三段，回顾第三章第一节细胞膜的成分。中国野人之谜[小组讨论回答] ①膜的主要成分是脂质和蛋白质。 ②双缩脲试剂和斐林试剂。	假说是怎样提出的。科学的探索要具备严密的思维。进一步回顾前面所学的相关知识
二、单位膜模型的提出
[过渡] 细胞膜中的化学成分是怎样有机结合构成细胞膜的呢?其中涉及到细胞膜中磷脂的排列方式和蛋白质的排列方式及模型的建构。 [展示资料] 1.简单介绍磷脂分子 2. 朗姆瓦磷脂分子实验 3.两位荷兰科学家实验过程时间：1925年科学家：荷兰科学家Gorter和Grendel [模型构建一]根据磷脂分子的特点，尝试构建磷脂分子在水—空气界面的排布模型。		[阅读] P65教材正文第三段 [观察] 动画演示两位荷兰科学家实验示意图。 [小组讨论构建并修正] 利用老师提供的材料分别在黑板上贴、在学案上画出模型一：	了解技术进步对科学研究发展的作用。初步构建简单模型，为后面学习奠定基础。
实验：磷脂平铺在空气—水界面问题：①实验的现象是什么？ ②实验结论是什么？ ③细胞膜中的脂质为什么会排列为连续的两层呢？ [模型构建二]结合红细胞所处的环境，尝试构建红细胞细胞膜中磷脂分子的排布模型。 [展示资料] “三明治”结构模型时间：1959年科学家：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：罗伯特森电镜下观察到的细胞膜问题：①实验的现象是什么？ ②罗伯特森提出了什么假说？ ③讨论“三明治”模型的局限性？举例说明细胞膜的流动性。 [模型构建三]据上述资料，尝试对模型二进行完善。	[小组讨论回答] ①测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 ②细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 ③磷脂分子是由亲水性的“头部”和疏水性的“尾部”组成。该结构及细胞膜内外的环境决定了细胞膜中磷脂分子的排列方式。 [阅读] P66教材正文第一段 [观察] 展示罗伯特森电镜下观察到的细胞膜。 [小组讨论回答] ①在电镜下看到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”三层结构。 ②生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成的静态统一结构。 ③解释不了膜的许多生理功能，如：白细胞吞噬细菌、变形虫运动、质壁分离及复原		思维训练，让学生进一步明确结构与功能相适应的生物学观点。模型的构建。技术进步推动了假说的发展。理论与实际的结合及模型的构建。
三、新技术带来新模型
[过渡] 随着科学技术的进步，人们从新的实验现象入手对细胞膜的分子结构作出了新的判断。 [展示资料] 电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图时间：20世纪60年代实验: 科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒问题：该现象说明了什么？	[观察] 科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒分布示意图。 [小组讨论回答] 实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层表面，有的部分或全部嵌入，有的横跨整个磷脂双分子层。		随着技术进步，假说不断被修正和完善。突出模型建构方法：实验、推理想像→提出假说→进一步验证完善→不断发展。
[展示资料] 免疫荧光技术细胞融合实验时间：1970年科学家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin) 实验：人鼠细胞融合问题：①实验的现象是什么？ ②实验结论是什么？ [模型构建四] 根据上述资料，进一步完善模型三（要求准确构建细胞膜的基本支架、蛋白质的三种位置并绘制出糖被。）	[阅读] P67教材正文第二段 [观察] Flash演示小鼠细胞和人细胞的融合过程。 [小组讨论回答] ①实验的现象是什么？（两种颜的荧光均匀分布。） ②实验结论是什么？ [细胞膜具有流动性（膜分子是运动的）。]		完善和修正模型，自己一步步构建模型，体验成功的喜悦。
四、桑格和尼克森的流动镶嵌模型 2019最新国产理论
[智慧升华] 1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）通过观察和实验，并在继承前人的研究成果基础上，提出了什么样的生物膜分子模型并被人们所接受。 [设疑] 生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？从生物膜结构的探索历程中，你受到哪些启发？ [展示]罗德里克·麦金农和皮特·阿格雷获诺奖的图片及资料	[形成共识] 1972年，桑格和尼克森提出了最具代表性的生物膜模型——流动镶嵌模型。 [生生协作，形成共识] 流动镶嵌模型不可能完美无缺。		总结结构与功能相适应的观点。人类对自然的认识是永无止境的。实现“情感、态度与价值观”课程目标。
[科学精神和科学品质渗透] 人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。
＊流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜的亚显微结构模型即流动镶嵌模型： [自学问题] ①组成成分 ②基本支架 ③分子分布 ④结构特点 [知识拓展] 磷脂分子的运动方式。 1侧向扩散 2旋转运动 3摆动运动 4翻转运动 5伸缩震荡 6旋转异构	[阅读] P68教材正方第一段 [观察] 三维立体动画演示生物膜的流动镶嵌模型 [小组讨论回答] ①磷脂、蛋白质和糖类 ②磷脂双分子层 ③镶在表面、部分或全部嵌入、横跨整个磷脂双分子层 [能力提升] 通过观看磷脂分子的运动方式，进一步加深分子运动的直观感受。		通过动画演示和直观图片，强化生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容。

本文发布于:2024-09-22 08:25:18，感谢您对本站的认可！

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标签：细胞膜模型结构实验

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