生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、1“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”的教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)設(shè)計(jì)一教學(xué)設(shè)計(jì)思路一教學(xué)設(shè)計(jì)思路生物新課程理念強(qiáng)調(diào)“改變課程實(shí)施過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)，死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手。培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力，獲取新知識(shí)的能力，分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力?！鄙锬そY(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)歷程比較長(zhǎng)，這方面的資料也比較多。教材僅選取了部分主要內(nèi)容，基本按照時(shí)間進(jìn)程排列，未加小標(biāo)題。要想讓學(xué)生自己理清脈絡(luò)并體

2、驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建方法還是有一定難度的。本案例以新課程理念為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)問(wèn)題串，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，探究生物膜結(jié)構(gòu)模型。問(wèn)題串的設(shè)計(jì)思路：要弄清細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，首先要弄清其組成成分。那么細(xì)胞膜的組成成分是什么呢→引導(dǎo)學(xué)生探究膜的組成成分→膜的主要組成成分是磷脂和蛋白質(zhì)分子，磷脂和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的→引導(dǎo)學(xué)生探究磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式→建構(gòu)出生物膜的結(jié)構(gòu)模型二教材分析二教材分析1內(nèi)容和地位內(nèi)容和地位“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”是人教版《分子與

3、細(xì)胞》模塊第四章第二節(jié)內(nèi)容。本章共三節(jié)，第一節(jié)主要說(shuō)明細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，為什么具有選擇透過(guò)性，這與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，于是進(jìn)入第二節(jié)內(nèi)容。而第二節(jié)內(nèi)容又是解釋第三節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健钡幕A(chǔ)。這三節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系是：功能——結(jié)構(gòu)——功能。由此可見(jiàn)，本節(jié)“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”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，并體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定功能的生物學(xué)觀(guān)點(diǎn)。“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”主要介紹了對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，目的是讓

4、學(xué)生在認(rèn)識(shí)生物膜結(jié)構(gòu)的同時(shí)，了解人類(lèi)探究生物膜結(jié)構(gòu)的過(guò)程和方法，認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析提出假說(shuō)，假說(shuō)仍然需要觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)來(lái)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(guān)點(diǎn)或理論還會(huì)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。2教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)①對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程②生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型學(xué)說(shuō)的基本內(nèi)容3教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀(guān)點(diǎn)三教學(xué)目標(biāo)三教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：課

5、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(jiǎn)述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”。這項(xiàng)要求包括三層含義：一是簡(jiǎn)述生物膜研究的歷程；二是理解實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步在建立生物膜模型過(guò)程中的作用；三是描述生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。因此本節(jié)在知識(shí)方面的教學(xué)目標(biāo)可定為“簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)”。能力目標(biāo)：能力目標(biāo)：本節(jié)內(nèi)容以生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程為主線(xiàn)，教師提供科學(xué)背景，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，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“嘗試設(shè)計(jì)可行的實(shí)

6、驗(yàn)方案”。情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：本節(jié)教材介紹了人類(lèi)探究生物膜結(jié)構(gòu)的過(guò)程和方法，可以加深學(xué)生對(duì)科學(xué)的歷史和本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，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3題和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要充分注意當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)條件，老師會(huì)在課件中以“背景”的形式向大家呈現(xiàn)當(dāng)時(shí)相關(guān)科學(xué)技術(shù)條件的信息?！颈尘?】19世紀(jì)化學(xué)上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“相似者相溶”的原理。閱讀科學(xué)史料：1895年，E.Overton選用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)

7、行上萬(wàn)次的研究。發(fā)現(xiàn)：凡是可溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易穿過(guò)細(xì)胞膜。[教師]請(qǐng)大家在討論時(shí)務(wù)必要注意，歐文頓的這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)際上不止一層含意。[討論結(jié)果]細(xì)胞膜可能含有脂質(zhì)成分和非脂質(zhì)成分，并且脂質(zhì)成分排列在膜上的面積比非脂質(zhì)成分還要多。【背景2】①20世紀(jì)初，人們已經(jīng)掌握了提取、分離和鑒定相關(guān)分子的技術(shù)，如從人的消化液中提取出、分離并鑒定各種消化酶(如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷脂酶、肽酶、二糖酶等)。[教師]細(xì)胞膜上的脂質(zhì)

8、成分、非脂質(zhì)成分又能是什么呢？請(qǐng)大家設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)加以探討。[討論結(jié)果]將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，分別投入只含有一種消化酶的各種溶液中，觀(guān)察細(xì)胞膜會(huì)否被破壞甚至溶解。再根據(jù)酶的專(zhuān)一性來(lái)加以推導(dǎo)。[教師]設(shè)計(jì)非常合理。當(dāng)時(shí)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磷脂酶能讓細(xì)胞膜溶解，蛋白酶能讓細(xì)胞膜破裂?？梢灶A(yù)見(jiàn)，細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成的。[師問(wèn)]下一步我們應(yīng)該做些什么工作？[討論結(jié)果]對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定。[教師]當(dāng)時(shí)科

9、學(xué)家確實(shí)對(duì)細(xì)胞膜的成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)分子。（設(shè)計(jì)意圖：（設(shè)計(jì)意圖：閱讀史料閱讀史料，分析現(xiàn)象，推測(cè)結(jié)論。根據(jù)提供的科學(xué)背景設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，感受了探分析現(xiàn)象，推測(cè)結(jié)論。根據(jù)提供的科學(xué)背景設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，感受了探究的樂(lè)趣。）究的樂(lè)趣。）（2）探究生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型建立過(guò)程）探究生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型建立過(guò)程——磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式[師問(wèn)]知道了細(xì)胞膜的成分，接下去要研究什么內(nèi)容？[學(xué)生]

10、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式【背景3】人們研究發(fā)現(xiàn)，磷脂分子具有親水的頭部和疏水的尾部(示圖)。根據(jù)磷脂分子模式圖及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要求學(xué)生嘗試畫(huà)出水—空氣界面、水中二種情景的磷脂分子的排布方式學(xué)生畫(huà)圖。教師據(jù)圖分析[教師]假設(shè)磷脂球狀的中央有水，那么磷脂分子又該怎樣排布？[學(xué)生]磷脂雙分子層。[教師]試想，磷脂分子是應(yīng)該怎樣構(gòu)成細(xì)胞膜的？[討論結(jié)果]可能是排成雙層的磷脂分子層。要求學(xué)生畫(huà)圖展示。[教師]請(qǐng)大家設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明細(xì)胞膜中磷脂雙

11、分子層的存在。[討論結(jié)果]將一個(gè)紅細(xì)胞膜上提取出的脂質(zhì)，放在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。[教師]同學(xué)們的設(shè)計(jì)思路，與荷蘭科學(xué)家E.Gter和F.Grendel的想法不謀而合。1925年這兩位科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍?！颈尘?】20世紀(jì)30年代電子顯微鏡誕生。羅伯特森（J.D.Robertson），于1959年在