視頻標(biāo)簽：東莞市,生物膜的流動,鑲嵌模型

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：東莞市高中生物優(yōu)質(zhì)課《生物膜的流動鑲嵌模型》光明中學(xué)黃莉英(

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：東莞市高中生物優(yōu)質(zhì)課《生物膜的流動鑲嵌模型》光明中學(xué)黃莉英(附課件及設(shè)計(jì))

《生物膜的流動鑲嵌模型》
人教版生物必修1教材   第4章第2節(jié)   授課年級：高一
 
 
作者姓名：黃莉英
作者單位：東莞市光明中學(xué)


《生物膜的流動鑲嵌模型》教學(xué)設(shè)計(jì)
摘要：在生物膜的流動鑲嵌模型一節(jié)教學(xué)中，為學(xué)生提供一條主線，成分-結(jié)構(gòu)-功能，通過探究歷程順序的資料分析，讓學(xué)生參與其中，并動手制作，感受科學(xué)家探究過程的艱辛，并利用動畫的形式展示生物膜的流動鑲嵌模型，展示生物膜的動態(tài)美，加深學(xué)生對生物膜流動鑲嵌模型結(jié)構(gòu)和功能的理解。
一、           教材分析
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，安排了學(xué)生思考與討論的同時，還讓學(xué)生動手構(gòu)建模型，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，但是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)研究不斷發(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，并歸納總結(jié)出生物膜模型建構(gòu)的基本方法。此外，本節(jié)重點(diǎn)是理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型，并且學(xué)會運(yùn)用該模型解釋一些相應(yīng)的生理現(xiàn)象。
 
二、學(xué)情分析
教學(xué)要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。學(xué)生一方面對流動鑲嵌模型的構(gòu)建過程和基本內(nèi)容要有一定了解，另一方面對于模型構(gòu)建中的邏輯推理技術(shù)進(jìn)步的作用科學(xué)家提出假說的思維方法結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)認(rèn)識上還比較模糊，需要教師進(jìn)行梳理提煉。此外學(xué)生對流動鑲嵌模的流動美和鑲嵌美還缺乏感受，可以通過動畫、畫圖和動手制作從而加以凸顯。
 
三、       教學(xué)目標(biāo)
1. 知識方面。課程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“簡述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”。這項(xiàng)要求包括兩層含義：一是簡述細(xì)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)在知識方面的教學(xué)目標(biāo)可定為“簡述生物膜的結(jié)構(gòu)”。
2. 能力方面。本節(jié)內(nèi)容以細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)的探究歷程為主線，學(xué)生動腦并動手分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并構(gòu)建模型為重點(diǎn)，讓學(xué)生們從中體驗(yàn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法。因此本節(jié)在能力方面的教學(xué)目標(biāo)可定為“嘗試提出問題作出假設(shè)”。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀方面。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(rèn)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(jìn)步、促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展等觀點(diǎn)對于學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)域的發(fā)展有重要價(jià)值。因此本節(jié)在情感態(tài)度與價(jià)值觀方面的教學(xué)目標(biāo)可定為“探討在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用；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)”。
 
四、設(shè)計(jì)思路
對于本節(jié)課中科學(xué)史的介紹，主要通過三個中心問題展開活動：
1.細(xì)胞膜的組成成分是什么？（歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論）
2.脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖在生物膜上如何分布？
3.有哪些證據(jù)可以證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動？
4.學(xué)生自主學(xué)習(xí)，簡述生物膜的流動鑲嵌模型基本內(nèi)容。
 
五、教學(xué)策略
 本節(jié)課采用了提問式教學(xué)、合作交流式、開放式教學(xué)等教學(xué)策略。
六、教學(xué)過程

教學(xué)內(nèi)容	教師活動	學(xué)生活動	設(shè)計(jì)意圖
【引入】 2分鐘	多媒體展示細(xì)胞的外排和內(nèi)吞作用以及吞噬細(xì)胞的吞噬作用的幾張圖片	觀察圖片，思考細(xì)胞的這些生理過程其實(shí)是細(xì)胞的哪個結(jié)構(gòu)在變形？ 如果你去探究生物膜，你想探究有關(guān)細(xì)胞膜的哪些問題呢？	激發(fā)學(xué)生探究生物膜的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的熱情。
一、   對 生 物 膜 結(jié) 構(gòu) 的 探 索 歷 程	活動一、探究生物膜的成分 3分鐘
	資料1. 19世紀(jì)末,歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過上萬次的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性不一樣:凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì),比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)人細(xì)胞	學(xué)生推論:細(xì)胞膜是由 脂質(zhì)組成的	引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)家探索的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生迎難而上的學(xué)習(xí)態(tài)度
	資料2. 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。 實(shí)驗(yàn)證據(jù)：20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將哺乳動物的紅細(xì)胞的細(xì)胞膜分離出來，化學(xué)分析表明，膜的主要成分是   和    ，(在此外需補(bǔ)充說明:細(xì)胞膜 主要有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成,還含有少量的糖類等物質(zhì))	學(xué)生回答：組成生物膜的物質(zhì)還有蛋白質(zhì)	回憶和鞏固第三章第一節(jié)的知識點(diǎn)：細(xì)胞膜的組成成分
	活動二、探究生物膜的磷脂和蛋白質(zhì)是如何排列的                                 10分鐘
	資料3：1917年歐文·朗繆爾將提取的膜質(zhì)鋪展在水盤的水面上，發(fā)現(xiàn)脂在水面上形成一薄層，單脂層親水的頭朝向水面，疏水的尾背離水面。于是他提出：磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，結(jié)構(gòu)既有疏水基團(tuán)（尾部），又有親水基團(tuán)（頭部）。因?yàn)榱字�分子�?ldquo;頭部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。這樣磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層。 展示磷脂圖片	學(xué)生閱讀教材66頁，理解磷脂的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，讓學(xué)生動手用紙剪出“磷脂”	提高學(xué)生動手操作能力，并且加深對磷脂分子的理解。
	資料3：兩位科學(xué)分離純化了紅細(xì)胞，從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類，按Langmuir的方法進(jìn)行展層，并比較展層后的脂單層的面積和根據(jù)體積所推算的總面積，發(fā)現(xiàn)提取的脂鋪展后所測的面積同實(shí)際測量的紅細(xì)胞的表面積之比為（1.8～2.2）∶1，約為兩倍。 思考：若將紅細(xì)胞換成人的口腔上皮細(xì)胞，提取的脂類展開后所測面積同實(shí)際表面積之比等于、大于還是小于兩倍呢？為什么？ 假如你是當(dāng)時的科學(xué)家，當(dāng)你做實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)單分子的磷脂分子正好是紅細(xì)胞的兩倍時，大膽地展開你的想象力，你能做出什么假說？  那這兩層磷脂分子在細(xì)胞中又是怎樣排布的呢？再分小組討論、利用你手中的模型擺出來吧。	細(xì)胞膜中的磷脂是兩層的     如果換成口腔上皮細(xì)胞，應(yīng)該是大于兩倍。 分組討論，共可有六種排布方式，并提出細(xì)胞膜應(yīng)兩面都處于水環(huán)境中，所以討論得到正確的排布方式。      學(xué)生小組合作一起排列之前剪好的“磷脂”分子	通過小組合作，組內(nèi)成員取長補(bǔ)短，協(xié)調(diào)一致，充分結(jié)合磷脂分子的特性繪制相關(guān)示意圖，在學(xué)到知識的同時，培養(yǎng)了合作意識和團(tuán)隊(duì)精神
	活動三、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式(一)                                  3分鐘
	資料4：羅伯特森實(shí)驗(yàn)：1959年，用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—明—暗三層結(jié)構(gòu)，厚約7.5 nm，它由厚約3.5 nm的雙層脂質(zhì)分子和內(nèi)外表面各為厚約2 nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。  提出假說：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)，稱之為單位膜。 提出假說：“三明治模型”	學(xué)生自主學(xué)習(xí)資料4，對假說提出質(zhì)疑，如果細(xì)胞膜的靜態(tài)的，那它如何完成眾多復(fù)雜的生理活動呢？例如變形蟲的運(yùn)動、分泌蛋白的分泌過程以及精卵結(jié)合等等過程。	培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)同技術(shù)手段對知識的支持，同時還具有大膽質(zhì)疑的精神，結(jié)合已有的知識基礎(chǔ)，敢于提出問題。
	活動三、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式(二)                                  8分鐘
	資料5：免疫熒光技術(shù)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)：人鼠細(xì)胞融合 1.該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？ 3.膜分子是靜止的，還是運(yùn)動的？   大膽質(zhì)疑：羅伯特森把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，請結(jié)合結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度說說你的想法。	學(xué)生回答問題	證明細(xì)胞膜上的物質(zhì)是可以運(yùn)動的
二、流 動  鑲 嵌  模 型  的 基  本 內(nèi)  容 5分鐘	生物膜的流動鑲嵌模型基本內(nèi)容總結(jié)： 生物膜的基本支架是什么？ 蛋白質(zhì)分子有哪幾種存在形態(tài)？ 生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)	學(xué)生齊讀課本68頁第一段。觀看流動鑲嵌模型動畫	突出本節(jié)的重點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生的記憶和理解。
小結(jié)與 習(xí)題鞏 固   9分鐘	師生合作一起繪制生物膜的概念圖 骨架                  能運(yùn)動        結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 細(xì)胞膜          成分                                          大多數(shù)能運(yùn)動                 功能特點(diǎn)                         位置

有人說真實(shí)教學(xué)總是有遺憾的，在這節(jié)課中，還有些實(shí)際問題沒有解決得那么透徹，比如羅伯特森實(shí)驗(yàn)學(xué)生不能直觀地走進(jìn)去，對于得出的推論為什么是蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)，而不是磷脂—蛋白質(zhì)—磷脂存有一些疑問，當(dāng)然這也和現(xiàn)在大多數(shù)的高中學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有很大關(guān)系，希望這也是督促學(xué)生努力求知的一個動力，不斷學(xué)習(xí)，盡可能地解決問題。

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