细胞膜流动镶嵌模型教案.docx

生物膜的流动镶嵌模型教学设计
一、 学情分析
1、教材分析：
“生物膜的流动镶嵌模型”位于人教版必修一第四章第二节，这节课所在的第四章，主要介绍细胞生命系统与外界的物质交换，第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，本节就此功能作出与之相适应的结构特点的解释，目的在于使学生形成结构与功能相适应的生命观念，同时本节内容又是解释第三节 “物质跨膜运输的方式”的基础，由此可见，本节“生物膜的流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用，它是架起第一节和第三节的一座桥梁。
本节内容包括科学家对细胞膜结构的探索历程以及生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，旨在利用科学史作为教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，加深对科学过程和方法的理解，并且认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证，进一步理解科学学说是需要不断修正、发展和完善的过程；并且更加深刻理解到科学发展与技术有很大的关系，随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善；并且能够归纳出模型建构的方法，在教师的帮助下，引导学生完成生物膜流动镶嵌模型的构建，在此过程中探讨在模型建构过程中如何体现出结构与功能相适应的观念，最终能够总结出流动镶嵌模型的基本内容。
2、学习者分析：
在进行本节课学习之前，学生已经掌握了细胞膜是系统的边界和细胞膜是一层选择透过膜等相关知识，为本节课的学习奠定了基础；授课对象为高一学生，高中学生已经具备了一定的观察与分析能力，并且逻辑抽象思维能力正在逐步提高，但还未熟练掌握提出假说、模型建构等能力，教师应逐步对学生运用启发引导、观察讨论、对比归纳等方法，并辅以多媒体手段进行教学。
二、 教学目标
1、知识目标：
分析生物膜结构的探究历程，概述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
2、能力目标：
分析生物膜结构的探究历程，尝试对生物膜的结构作出假设。
3、情感态度价值观：
（1）分析生物膜结构的探究历程，认同结构与功能相适应的辨证观点。
（2）体会生物膜模型的构建是从静态统一到流动镶嵌的过程，理解科学是需要不断修正、发展和完善的过程。
（3）分析生物膜结构的探究历程，理解科学发展与技术相互促进。
三、教学重难点
1、教学重点：
（1）分析生物膜结构的探究历程，概述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
（2）分析生物膜结构的探究历程，尝试对生物膜的结构作出假设。
2、教学难点：
分析生物膜结构的探究历程，尝试对生物膜的结构作出假设。
四、教学过程

教学环节
教师组织和引导
学 生
活 动
设 计
意 图
一、
导入

教师通过复习旧知识，得出细胞膜是系统的边界且具有选择透过性和弹性，接着从教材中的“问题探讨”栏目分析三种材料：塑料袋、普通布和弹力布各自的特点，其中塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足上述三项功能的要求。
分析三种材料：塑料袋、普通布和弹力布各自的特点。
使学生认识到建立细胞膜的结构模型，必须从结构与功能相适应的观点出发来思考。

二、
新知讲解

1.生物膜的组分探究
引导学生自行阅读课本内容，通过欧文顿实验现象，结合化学原理“相似相溶原理”提出膜是由脂质组成这一假说。
通过课本思考与讨论的第1、2，提示学生：科学探究过程中作出假设后的步骤是什么?
由于技术的进步，20世纪初，科学家通过实验第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并通过化学分析得出结论：膜是由脂质和蛋白质组成的。

2.生物膜的静态统一结构
向学生介绍两位荷兰科学家对于脂质的探究，先介绍科学家的实验，提取红细胞的脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
结合课本思考与讨论第三题介绍磷脂的结构，引导学生思考磷脂在空气—水界面上铺展情况与在水中的铺展情况，结合细胞的周围环境，总结得出磷脂双分子层的排列规律，进而提出假说：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
然后介绍曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质，后来由于技术的进步，科学家可以用电子显微镜来观察细胞膜，罗伯特森利用电子显微镜看到细胞膜暗-亮-暗的结构，结合电子显微镜透光性原理，提出蛋白质—脂质—蛋白质的模型，将这一生物膜描述为描述为静态的统一结构结构。

3. 生物膜的流动镶嵌模型
引导学生思考变形虫为什么可以运动，这一功能与生物膜的静态的结构相适应吗？
讲述静态统一解释不了膜的许多生理功能，如变形虫的变形运动等，因此这一模型的提出不能完全与功能统一，假设不完全成立，需要进一步的实验来完善。
由于技术的不断进步，科学家通过冰冻蚀刻技术发现，膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中。之后科学家通过荧光实验证明了细胞膜具有流动性。1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。

4.总结提出假说的方法
膜的成分和结构的初步阐明，最初都是先根据实验现象和有关知识，提出假说，而不是通过实验现象直接证实的。假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想象。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。

阅读课本
提出假说。

倾听

倾听

提出假说

倾听

思考变形虫为什么可以运动，倾听。
对学生进行第一次提出假说训练。

此过程对学生进行第二次提出假说技能训练

此过程对学生进行第三次提出假设技能训练。

此过程对学生进行第四次提出假说技能训练。

通过介绍荧光实验对学生进行第五次技能训练。

三、总结
通过相关问题回顾总结生物膜流动镶嵌的基本内容：
①生物膜的化学组成有哪些?
②生物膜的结构支架是什么呢？
③生物膜上的蛋白质是怎么分布的呢？
④生物膜的结构有哪些特点呢？
⑤根据结构与功能相适应，生物膜的功能特点是什么呢？

思考并回答问题。
总结生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
五、 板书设计
（一）对生物膜结构的探索历程
生物膜的组份探究：欧文顿 提出膜是由脂质组成这一假说。
化学分析得出结论：膜是由脂质和蛋白质组成的。
生物膜的静态统一结构：膜中的脂质分子排列为连续的两层。
罗伯特森“蛋白质—脂质—蛋白质”的静态结构。
生物膜的流动镶嵌模型：荧光实验证明了细胞膜具有流动性。
桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型。
（二）流动镶嵌模型的基本内容
1、内容：
2、结构特点：流动性
3、功能特点：选择透过性