“流動鑲嵌模型”教學設計

1、“生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型”教學設計教學設計一、教學設計依據(jù)一、教學設計依據(jù)（一）課標分析高中生物課程標準對本節(jié)的要求體現(xiàn)在“簡述細胞膜系統(tǒng)的結構和功能”，屬于理解水平，要求學生可以把握細胞膜結構和功能的內在聯(lián)系。其中功能方面已在前一章進行了學習，本節(jié)課的課標要求就應當集中體現(xiàn)在收集資料并分析得出細胞膜結構。（二）教材分析本節(jié)是人教版《必修1分子與細胞》第4章“細胞的物質輸入和輸出”的第2節(jié)，是前面第3章“細胞的基本結構

2、”第1節(jié)“細胞膜———系統(tǒng)的邊界”的一個延伸與拓展。內容有：①科學家探索細胞膜化學成分與結構的科學史；②生物膜的流動鑲嵌模型。前者是適合學生探究性學習的較好素材。經歷了探究活動后，對流動鑲嵌模型的接受是水到渠成的，這樣能使學生在思維與推理能力上得到發(fā)展。二、學情分析二、學情分析高中學生具備了一定的觀察和認知能力，但是對問題探索的動力主要來自對相關問題的好奇與有趣水平，目的性不十分明確，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

3、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。三、教學目標三、教學目標（1）知識目標1簡述生物膜的結構2舉例說明生物膜具有流動性特點。3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。（2）能力目標1通過分析科學家建立生物膜模型的過程，嘗試提出問題，作出假設。2通過生物膜模型建立過程的一系列實驗過程

4、，培養(yǎng)學生根據(jù)實驗現(xiàn)象進行分析推理的能力。（3）情感、態(tài)度、價值觀目標1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。2探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用四、教學重、難點四、教學重、難點（一）教學重點1科學家對生物膜結構的探索歷程。2生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內容。（二）教學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。5、教學過程教學過程示磷脂分子的結構圖，講解磷脂分子的結構與特性：1個

5、磷脂分子由頭部和尾部組成，頭部由1分子膽堿、1分子磷酸和1分子甘油組成，尾部由2個脂肪酸分子構成。頭部由極性分子組成，所以是親水的，尾部是非極性分子，所以是疏水的。所以磷脂分子在水的表面排布時，親水端浸入水中，疏水端浮于水面（學生對分子的極性及相似相容原理不理解，教師可以舉例略作解釋）。該問題的解決主要是為學生探究細胞膜內磷脂分子的排布方式做好準備。學生了解磷脂分子的結構與特性后，教師可以提出新問題，引導學生繼續(xù)探究。我們已經知道了細胞

6、中有2層磷脂分子，也知道了磷脂分子的結構與特性，這2層磷脂分子在細胞膜中是怎樣排布的呢？有多少種可能的排布方式？請在紙上畫出你認為所有可能的排布方式。問題：問題：同學們，根據(jù)你們已有的知識推理，磷脂雙分子層最可能是其中的哪種排布方式呢？說出你的理由。給學生留出充分的討論探究的時間，然后小組代表回答，其余小組補充、評價、修正，最后教師總結并對學生的探究結果給予肯定。資料資料4：2O世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細

7、胞膜不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶分解。提出問題：從該實驗你能得出什么結論學生對蛋白酶的專一性還不是很了解，可以通過下列問題提示：①初中生物學課上我們學習了食物的消化，食物中的蛋白質是在哪里開始化學性消化的？為什么？②胃蛋白酶可以消化淀粉和脂肪嗎？為什么？通過上述問題，學生會很順利地推理出“細胞膜中含有蛋白質”這一結論。此時新問題順勢而出：我們已經知道了細胞膜中的磷脂雙分子層的排布方式，蛋白質在細胞膜中是如何分布的？和磷脂雙分

8、子層位置關系如何？資料資料5：羅伯特森（J.D.Robertsen）的電鏡實驗（1959年）。用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗－明－暗3層結構。厚約7.5nm，由厚約3.5nm的較亮層，以及內外表面各為厚約2nm的較暗層構成。問題：問題：你認為該實驗結果說明了什么問題？這個問題學生很容易能回答出來。然后告訴學生，羅伯特森于1959年提出了單位膜模型：連續(xù)的脂質雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內側，極性端朝向膜外兩側

9、，蛋白質以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結合，從而形成蛋白質－磷脂－蛋白質的3層結構，稱之為單位膜。介紹單位膜模型后，告訴學生單位膜模型有其不足之處。1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）利用免疫熒光技術、冰凍蝕刻技術的研究結果證明，膜蛋白主要為球形結構。冰凍蝕刻電鏡技術又證明，蛋白質分子不僅在膜的兩側，中間也有。這就推翻了羅伯特森認為的蛋白質只在膜的兩側的觀點。問題：問題：根據(jù)以前所學知識

10、，你能找出單位膜模型還有什么不足之處嗎？說一說你的理由。讓學生利用已有的知識評價單位膜模型，有利于學生批判性思維能力的培養(yǎng)，并且能很好地讓學生認同科學理論的可修正性，對于情感態(tài)度與價值觀目標的達成起到很好的作用。但是這個問題有一定難度，教師可以提示學生：關于第2點不足，我們再看一看單位膜模型的基本內容，其中提到“蛋白質以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結合”，這樣羅伯特森就把蛋白質和磷脂看作了靜止的結構，你們認為這個觀點正確嗎