視頻標(biāo)簽：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版《必修1分子與細(xì)胞》第四章第二節(jié)《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》山西省優(yōu)課

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人教版《必修1分子與細(xì)胞》第四章第二節(jié)《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》山西省優(yōu)課

《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》 
 
一、設(shè)計(jì)理念及思路 
本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)上主要突出科學(xué)史的教育。開篇從學(xué)生親身體驗(yàn)的活動(dòng)——細(xì)胞模型制作大賽入手，使學(xué)生產(chǎn)生情感上的共鳴，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣和探索的渴望。整節(jié)課的教學(xué)采用“問題——假設(shè)——推理——驗(yàn)證——總結(jié)提高”的基本程序，以學(xué)習(xí)小組為單位，通過教學(xué)資源和信息技術(shù)的整合，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，尤其在體驗(yàn)生物膜的探索歷程上給學(xué)生以動(dòng)態(tài)的感覺，讓學(xué)生去重走科學(xué)家走過的路，通過討論得出結(jié)論并構(gòu)建相應(yīng)模型，再將科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從探索發(fā)現(xiàn)上升到知識(shí)構(gòu)建，不僅鍛煉了學(xué)生的思維能力、探究能力，而且讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)探究的艱辛、科學(xué)進(jìn)步與技術(shù)之間的關(guān)系及結(jié)構(gòu)要和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)等，從而自然而然地接受流動(dòng)鑲嵌模型的理論。符合新課程理念中“探索領(lǐng)先，合作學(xué)習(xí)，師生是學(xué)習(xí)共同體”的教育理念。 二、教材分析 
“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”一節(jié)是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書必修一《分子與細(xì)胞》第四章第二節(jié)。本節(jié)內(nèi)容承接第四章第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”中生物膜具有選擇透過性等知識(shí)，介紹了對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，又為第四章第三節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?rdquo;做鋪墊，整章內(nèi)容由“功能—結(jié)構(gòu)—功能” 這條主線貫穿起來。因此本節(jié)內(nèi)容在第四章中起著承上啟下的作用，有助于學(xué)生建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。 三、學(xué)情分析 
學(xué)生通過初中的生物學(xué)知識(shí)的積累，以及前三章的學(xué)習(xí)已經(jīng)了解了細(xì)胞、知道了組成細(xì)胞的分子、掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，并且掌握了一定的生物學(xué)學(xué)習(xí)的方法和技巧，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 
高一學(xué)生具備一定的獨(dú)立思考和抽象思維能力，對(duì)事物的探索充滿好奇，但往往帶有一定的盲目性，并對(duì)科學(xué)探索的過程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。 四、教學(xué)目標(biāo) 
1．知識(shí)目標(biāo)： 
①簡(jiǎn)述流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 ②運(yùn)用模型解釋有關(guān)生物學(xué)現(xiàn)象。 2．能力目標(biāo)： 
①嘗試提出問題，作出假設(shè)。 
②分析研究史料，鍛煉邏輯推理能力及培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。 3．情感目標(biāo)： 
①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)。 ②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。 五、教學(xué)重、難點(diǎn) 
教學(xué)重點(diǎn)：流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 
教學(xué)難點(diǎn)：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)。 六、教學(xué)方法 
情境教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、合作探究、模型構(gòu)建    七、課前準(zhǔn)備 
多媒體課件 
構(gòu)建模型用具:磷脂、蛋白質(zhì)及多糖分子模型，磁性白板 生物膜立體模型   八、教學(xué)過程 
 
                    
             
                    
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2 
教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)出課題 
為了開拓視野，激發(fā)興趣，我校舉行了一次細(xì)胞模型制作大賽。請(qǐng)欣賞„ 多媒體展示有關(guān)內(nèi)容。 在模型制作過程中有同學(xué)遇到這樣的問題：1.選什么材料做細(xì)胞膜呢？ 2.生物膜的結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？  
這就是我們今天要討論的主要內(nèi)容。 
 觀看細(xì)胞模型制作大賽
的成果展示并思考。  
 
從學(xué)生活動(dòng)入手，容易產(chǎn)生共鳴，激發(fā)探究意愿，又能引入本節(jié)內(nèi)容。 
 
 一、 對(duì) 生 物 膜 結(jié) 構(gòu) 的 探 索 歷 
程 
  1
1．對(duì)
生
物
膜
組
分的探
索 
【過渡】人們對(duì)生物膜的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)曲折漫長(zhǎng)的過程，讓我們一起穿越時(shí)空隧道、回到100多年前，跟隨著科學(xué)家一同
去探索生物膜的奧秘吧！ 【展示】時(shí)空隧道的有關(guān)動(dòng)畫。 觀看動(dòng)畫。 
讓學(xué)生宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，切身感受到科學(xué)探究的魅力。 【介紹】1855年奈利的實(shí)驗(yàn) 【過渡】直到19世紀(jì)末，歐文頓才開始對(duì)膜成分進(jìn)行研究。 
【展示】歐文頓實(shí)驗(yàn)；介紹相似相溶原理。 
【提問】利用相似相溶原理，結(jié)合歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠得出什么結(jié)論呢？ 非常好！和歐文頓的結(jié)論是一樣的！ 通過推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？ 【展示】20世紀(jì)初，科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) 
觀看實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象，分析討論，作出回答：膜是由脂質(zhì)組成的。 
有必要，僅靠推理得出的結(jié)論還應(yīng)通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。 培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察學(xué)會(huì)提出問題，做出假設(shè)的科學(xué)探究能力。同時(shí)體會(huì)到科學(xué)探索的嚴(yán)密性。 
2．對(duì)生
物
膜分子排布的探索 
【過渡】組成膜的這些分子具有什么特
點(diǎn)，他們又是怎樣形成膜的呢？我們首先來了解一下磷脂分子。 
【介紹】1917年朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并對(duì)磷脂分子結(jié)構(gòu)及模型進(jìn)行介紹。 觀察磷脂分子的結(jié)構(gòu)圖片及模型，思考其特點(diǎn)。 
聯(lián)系化學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生體會(huì)各個(gè)學(xué)科之間的滲透。 
【過渡】如果把這樣的磷脂分子放在盛水的燒杯中，在空氣——水界面上的排布情況將是怎樣的呢？ 【展示】活動(dòng)一：請(qǐng)根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，建構(gòu)磷脂分子在空氣——水界面上分布的模型。 
請(qǐng)兩位同學(xué)在黑板上進(jìn)行模型構(gòu)建。 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。 以小組為單位合作完成模型構(gòu)建，并對(duì)模型進(jìn)行解釋。  培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和動(dòng)手操作能力。  【過渡】磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布情況是怎樣的呢？我們首先來了解一下人體組織細(xì)胞生活的環(huán)境。  【展示】人體組織細(xì)胞生活的環(huán)境圖片。 請(qǐng)利用手中的磷脂分子合作完成活動(dòng)二。  
 看圖思考，回答：人體組織細(xì)胞的內(nèi)外都是水環(huán)境。     
 結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系已學(xué)知識(shí)，更易構(gòu)建知識(shí)框架。 
教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 
學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 
 
                    
             
                    
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3 
    一、 對(duì) 生 物 膜 結(jié) 構(gòu) 的 探 索 歷 程 
      2．對(duì)生物膜分子排布的探索  
【展示】活動(dòng)二：請(qǐng)根據(jù)人體組織細(xì)胞生活的環(huán)境，嘗試構(gòu)建磷脂分子在細(xì)胞膜中的分布模型。 
請(qǐng)兩組學(xué)生代表在黑板上進(jìn)行模型構(gòu)建。 【交流】制作完成后，選擇與黑板上模型不同的小組到講臺(tái)上展示，并請(qǐng)?jiān)撔〗M成員對(duì)不同的模型進(jìn)行解釋。 
【提問】根據(jù)大家構(gòu)建的模型，可以得出什么結(jié)論呢？ 
小組合作完成模型構(gòu)建。 相互評(píng)價(jià),交流發(fā)言。 
 
磷脂分子在細(xì)胞膜中排列為雙分子層。 
充分發(fā)揮
學(xué)生的主體作用，鍛煉學(xué)生的邏輯推理能力，培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。 
【設(shè)疑】應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明我們的假設(shè)，選什么細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料呢？ 【展示】1925年荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) 
小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并向全班匯報(bào)。 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，活躍課
堂氛圍。 
【過渡】除了脂質(zhì)，蛋白質(zhì)也是細(xì)胞膜的重要成分，蛋白質(zhì)位于脂雙層中的什么位置呢？ 
對(duì)蛋白質(zhì)模型進(jìn)行介紹。 
下面請(qǐng)大家將蛋白質(zhì)模型添加到剛才已做好的脂雙層中。 
【展示】活動(dòng)三：展開想像，嘗試構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型。  請(qǐng)兩位同學(xué)在黑板上進(jìn)行模型構(gòu)建。 請(qǐng)不同意見的小組派代表對(duì)黑板   上的模型進(jìn)行補(bǔ)充。 
組內(nèi)討論合作，組間交流，各抒己見。 鼓勵(lì)發(fā)表不同的見解，激發(fā)學(xué)生努力解
決問題的能力。 
【過渡】這些分布情況是否都存在呢？下面我們一起來看看科學(xué)家的探究過程吧！20世紀(jì)40年代，曾有學(xué)者推測(cè)脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。直到50年代，電子顯
微鏡誕生，科學(xué)家用它來觀察細(xì)胞膜。 【展示】1959年羅伯特森的實(shí)驗(yàn)。 
【提問】結(jié)合電鏡成像原理，從羅伯特森的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，可以得出什么結(jié)論呢？   對(duì)羅伯特森的觀點(diǎn)進(jìn)行闡述。 
    生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白
質(zhì)”構(gòu)成的三
層結(jié)構(gòu)。 
 了解技術(shù)
進(jìn)步對(duì)科學(xué)研究的推動(dòng)作用。 
【設(shè)疑】蛋白質(zhì)在生物膜中到底是怎樣分布的呢？一種新的電子顯微技術(shù)——冰凍蝕刻電子顯微法解決了這一難題。 【展示】冰凍蝕刻電子顯微鏡下的細(xì)胞膜示意圖。 
請(qǐng)結(jié)合該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)剛才所構(gòu)建的模型進(jìn)行修正。 
觀看圖片，小組討論交流，對(duì)模型進(jìn)行完善。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，假說不斷被修正和完善，領(lǐng)悟模型構(gòu)建的一般方法。 
【提問】蛋白質(zhì)在生物膜中的分布有哪幾種情況呢？ 
證明大家剛才所推測(cè)的蛋白質(zhì)的分布情況都是真實(shí)存在的，從而對(duì)羅伯特森的假說進(jìn)行了修正。 
請(qǐng)對(duì)自己所構(gòu)建的模型進(jìn)行再次修正。 
有三種形式：鑲、嵌和貫穿。 利用圖解，
引導(dǎo)學(xué)生通過
觀察、討論，歸納獲得知識(shí)。 
教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 
學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 
 
                    
             
                    
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4 
一、 對(duì) 
生 
物 
膜 
結(jié) 
構(gòu) 
的 
探 
索 歷 程 2．
對(duì)生物膜分
子
排
布
的
探索 【質(zhì)疑】羅伯特森的假說還有什么不足？ 
他認(rèn)為膜是靜止不動(dòng)的，你認(rèn)同這一觀點(diǎn)嗎？請(qǐng)舉例說明。 
非常棒！  
【展示】變形蟲運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖畫 不認(rèn)同，如變形蟲的運(yùn)動(dòng)，白細(xì)胞吞噬病菌，受精作用，等都說明膜不是靜止的。 通過質(zhì)疑、討論，引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)和功能等方面進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)探究線索。 【過渡】隨著新技術(shù)不斷運(yùn)用于生物膜的研究，人們可以直觀觀察到膜中組分的 運(yùn)動(dòng)情況。 
【展示】1970年的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn) 【提問】從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出什么結(jié)論呢？ 
相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明細(xì)胞膜中的磷脂分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。從而進(jìn)一步可以得出什么結(jié)論？ 細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的。 
 
細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 
由此體會(huì)到科學(xué)學(xué)說不是一成不變的，需要不斷完善。 
 
二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 
【過渡】1972年桑格和尼克森在繼承創(chuàng)新中提出了新的模型。 
【展示】桑格和尼克森的圖片、流動(dòng)鑲嵌模型的動(dòng)畫及示意圖。 
將我們自己所做的模型與生物膜的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行比較，找出不同之處。 
請(qǐng)?jiān)谀Ｐ蜕霞由隙嗵恰?nbsp;
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。 
請(qǐng)看課本第68頁的有關(guān)內(nèi)容完成學(xué)案上的相應(yīng)練習(xí)。 
觀看圖片、
動(dòng)畫，結(jié)合課本思考問題，并討論。 
小組合作，對(duì)模型進(jìn)行完善，并展示。 
看書完成學(xué)案上的相關(guān)內(nèi)容。 
將抽象的知識(shí)形象化，使學(xué)生更容易理解流動(dòng)鑲嵌模型的有關(guān)內(nèi)容。 
通過模型展示評(píng)比，學(xué)生體驗(yàn)成功的樂趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。 
  課堂 小結(jié) 
【小結(jié)】結(jié)合板書及黑板模型總結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程： 組成成分         分子排布         結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生
歸納總結(jié)能力。 
【提問】我們歷經(jīng)艱辛探討得來的的流動(dòng)鑲嵌模型是否已經(jīng)完美無缺？ 介紹生物膜的其他結(jié)構(gòu)模型及與生物膜研究有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)情況。  
很有激情，非常棒！ 
下面請(qǐng)大家完成課本第69頁練習(xí)題的第3題和第4題。 
積極思考，交流發(fā)言。 一起朗讀：“生物膜的流
動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對(duì)自然界
的認(rèn)識(shí)永無止境„„” 學(xué)生體會(huì)到科學(xué)研究是
不斷發(fā)展、修正的過程。了解生
命研究前沿的工作，激發(fā)學(xué)生
興趣，
培養(yǎng)相關(guān)情感。   課外 制作 
【過渡】今天我們構(gòu)建的是生物膜的平面
模型，我這里有一個(gè)我們生物興趣小組同學(xué)制作的細(xì)胞膜立體模型。 
【展示】1.制作細(xì)胞膜模型有沒有更好的設(shè)計(jì)方法和更合適的實(shí)驗(yàn)材料？請(qǐng)你課后嘗試一下。  
 
觀看模型，積極思考，尋找解決問題的方案和途徑。 
 
小組討論并發(fā)言。 
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力。  
   
九、板書設(shè)計(jì) 
 
                    
             
                    
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第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 
一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 
組成成分：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類   
基本支架：磷脂雙分子層 
 分子排布 
蛋白質(zhì)的分布：鑲、嵌、貫穿 
結(jié)構(gòu)特性：具有一定的流動(dòng)性

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