生物膜的流動鑲嵌模型教案

1、-作者xxxx-日期xxxx生物膜的流動鑲嵌模型教案【精品文檔】第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型教 案一、教材分析（一）教材的地位和內(nèi)容“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)是人教版必修1分子與細(xì)胞第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出之第二節(jié)，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”所反映的生物膜對物質(zhì)的進(jìn)出控制具有選擇性等知識有一定的聯(lián)系，并對第三節(jié)學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健弊髁酥R準(zhǔn)備。所以，對整個(gè)章節(jié)的知識起到了承上啟下的作用。本節(jié)主要包括對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程和生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容兩大部分。在教學(xué)中，要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽的提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，宛如親歷科學(xué)家探索科

2、學(xué)的歷程，切身感受科學(xué)的魅力，保持探究科學(xué)的激情和興趣，自然地接受流動鑲嵌模型的理論。讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)探索的方法，從而滲透探索的科學(xué)過程和方法的教育。（二）教學(xué)目標(biāo)（1）簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。（2）舉例說明生物膜具有的流動性特點(diǎn)。（3）通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程闡述科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律。2過程與方法（1）分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程，嘗試提出問題，大膽作出假設(shè)。（2）發(fā)揮空間想象能力，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。3. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點(diǎn)。（2）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂竽芰Α＃?）認(rèn)識到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的

3、作用，尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)，樹立辨證的科學(xué)觀。（三）教學(xué)重點(diǎn)1、科學(xué)家對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。 2、生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容。（四）教學(xué)難點(diǎn)1、對科學(xué)探究過程的分析，如何體現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一。2、生物膜的空間立體結(jié)構(gòu)。 3、生物膜的流動性特點(diǎn)。（五）教學(xué)方法本節(jié)課采用“引導(dǎo)觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證再分析”的教學(xué)模式，融合運(yùn)用引導(dǎo)啟發(fā)、觀察分析、對比歸納、聯(lián)系實(shí)例等方法，配以多媒體輔助教學(xué)，尤其在體驗(yàn)生物膜的探索歷程上給學(xué)生以動態(tài)的感覺，輕松地講授本節(jié)的兩大知識板塊。（六）學(xué)習(xí)方法在本節(jié)課中，學(xué)生將通過多種途徑，如：觀察、閱讀、思考、分析、

4、討論、探究等等，來開展學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。二、教學(xué)設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)思路本節(jié)課采用“提供資料提出問題（要求）做出假設(shè)（構(gòu)建模型）提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的教學(xué)模式，通過“生物膜流動鑲嵌模型”的構(gòu)建及有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)學(xué)生“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式，感受科學(xué)家探索的歷程和過程的艱辛。同時(shí)對探索歷程的內(nèi)容凸顯脈絡(luò)，像“層層剝?nèi)スS衣”一樣，幫助學(xué)生梳理并體驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)方法，同時(shí)理解并能夠描述流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。（二）教學(xué)程序（三）教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖引入 首先讓我們一起欣賞一首詩，請大家大聲朗讀一遍。學(xué)生朗讀“是誰，隔開了原始海洋的動蕩； 是誰，為我日

5、夜守邊防； 是誰，為我傳信報(bào)安康。 沒有你，我一個(gè)小小的細(xì)胞，會是何等模樣? ”點(diǎn)燃學(xué)生的好奇之火，激發(fā)學(xué)生對生物膜結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈興趣和渴望探索的動機(jī)。提問 里面描述的是哪種細(xì)胞結(jié)構(gòu) 過渡 詩中提到細(xì)胞膜的3個(gè)功能，請大家回憶一下哪3個(gè)功能？細(xì)胞膜的功能如此重要，與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。今天這節(jié)課我們一起來探索細(xì)胞膜等生物膜的結(jié)構(gòu)。 回答 細(xì)胞膜新課 一生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程過渡 要弄清某一物質(zhì)或物體的結(jié)構(gòu)，首先要弄清它的化學(xué)組成成分。那么，細(xì)胞膜的主要組成成分是什么？回答 脂質(zhì)（磷脂）和蛋白質(zhì)開始學(xué)習(xí)模型建構(gòu)的方法。小標(biāo)題一 從細(xì)胞膜功能入手的科學(xué)探究展示資料1 細(xì)胞膜的通透性實(shí)驗(yàn)時(shí)間：19世紀(jì)

6、末 1895年科學(xué)家：歐文頓（E.Overton）實(shí)驗(yàn)：物質(zhì)對細(xì)胞膜的通透性問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？歐文頓提出了什么假說？設(shè)疑 這樣的假說是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是對膜成分進(jìn)行提取出來加以鑒定？過渡 由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，他沒辦法完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，所以在科學(xué)發(fā)展的道路上，技術(shù)的發(fā)展也是很重要的。探究過程并未終止。到了20世紀(jì)初，有了這樣的實(shí)驗(yàn)條件，科學(xué)家又做了什么？展示資料2 細(xì)胞膜提取分離和成分分析時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。問題：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否驗(yàn)證并完善了 歐文頓的假說

7、？閱讀 P65教材正文第二段。觀察 歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性實(shí)驗(yàn)回答實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ （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)入細(xì)胞。）歐文頓提出了什么假說？ （膜是由脂質(zhì)組成的。）回答 推理分析閱讀 P65教材正文第三段?；卮鸺?xì)胞膜是由哪些化學(xué)成分構(gòu)成的？（膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。） 是。假說是怎樣提出的。科學(xué)的探索要具備嚴(yán)密的思維。小標(biāo)題二 單位膜模型的提出過渡 細(xì)胞膜中的化學(xué)成分是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞膜的呢?其中涉及到細(xì)胞膜中磷脂的排列方式和蛋白質(zhì)的排列方式。我們接著往下探究。請大家仔細(xì)觀察課本中磷脂分子的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，我們

8、準(zhǔn)備一個(gè)燒杯，燒杯內(nèi)裝有一定體積的水，在空氣水界面上磷脂分子應(yīng)該怎樣排布呢？ 接下來我們就一起動手探究下一個(gè)問題。以小組為單位，拿出資料袋中的模型，在白板上試著擺出模型。 題目：如果用玻璃棒攪動液面，使所有的磷脂分子浸在水中，形成很小的脂球體。這些脂球體中的磷脂分子是怎樣排布的？設(shè)疑 結(jié)合人體組織細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境，磷脂分子應(yīng)怎樣排布？過渡 這只是大家探究的一個(gè)模型，下面我們來看科學(xué)家對這一問題是怎樣驗(yàn)證的？展示資料3 兩位荷蘭科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過程時(shí)間：1925年科學(xué)家：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會排列為連續(xù)的兩層呢？過渡 教師利用

9、教具將磷脂雙分子層在黑板上排列出來，設(shè)疑：這是否就是生物膜的完整結(jié)構(gòu)？ 接下來要我們接著探究蛋白質(zhì)的排布方式。蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上究竟怎么排布。這個(gè)問題科學(xué)家們做出了各種各樣的假設(shè)，有的科學(xué)家推測，蛋白質(zhì)是否覆蓋在磷脂分子的表面？但是沒有確定。我們之前說技術(shù)是科學(xué)發(fā)展的推動力，技術(shù)發(fā)展了，電子顯微鏡誕生了。展示資料4 單位膜結(jié)構(gòu)模型時(shí)間：1959年科學(xué)家：羅伯特森（J.D.Robertsen）實(shí)驗(yàn)：羅伯特森電鏡下觀察到的細(xì)胞膜問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？羅伯特森提出了什么假說？ 討論單位膜模型的局限性？ 觀察 教材 P66思考與討論中的磷脂分子。學(xué)生上臺用模型演示。小組討論，演示，評價(jià)雙層磷脂分子單層

10、磷脂分子小組討論，演示，評價(jià)小組討論回答實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ （測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？ （細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。）細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會排列為連續(xù)的兩層呢？ （磷脂分子是由磷酸、甘油、脂肪酸組成。其磷酸“頭部”是親水性的，其脂肪酸“尾部”是疏水性的。該結(jié)構(gòu)決定了細(xì)胞膜中磷脂分子的排列方式。）回答不是，還缺少蛋白質(zhì)閱讀 P66教材正文第一段觀察 展示羅伯特森電鏡下觀察到的細(xì)胞膜。小組討論回答實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ (在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的“暗亮暗”三層結(jié)構(gòu)。)羅伯特森提出了什么假說？ (所有生物膜都是由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)

11、一結(jié)構(gòu)。)討論單位膜模型的局限性？ (把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，解釋不了膜的許多生理功能） 了解技術(shù)進(jìn)步對科學(xué)研究發(fā)展的作用。技術(shù)進(jìn)步推動了假說的發(fā)展。設(shè)疑我們觀察單位膜發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)這三層結(jié)構(gòu)是一層緊挨一層，動彈不得，那應(yīng)怎樣解釋這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？展示資料 人們研究人工膜（只由兩層磷脂分子構(gòu)成）對不同離子的通透性，發(fā)現(xiàn)：脂溶性物質(zhì)易通過人工膜，葡萄糖、氨基酸、鈉離子等難以通過，而生物膜上卻可以通過上述物質(zhì)。下面合作探究2：請大家在剛才的磷脂雙分子層的基礎(chǔ)上利用“蛋白質(zhì)”的模型擺出蛋白質(zhì)可能存在的方式。小組討論回答葡萄糖等物質(zhì)通過細(xì)胞膜需要蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)不可能只覆蓋在脂質(zhì)表面。學(xué)生分

12、組構(gòu)建蛋白質(zhì)在磷脂分子中的排布方式。展示小組合作的成果并進(jìn)行自我評價(jià)。小標(biāo)題三 新技術(shù)帶來新模型展示資料5 新技術(shù)手段：用干冰等冰凍細(xì)胞膜。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。設(shè)疑實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？過渡因此羅伯特森提出的模型很快被新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)否定。展示資料6 免疫熒光技術(shù)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1970年科學(xué)家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)實(shí)驗(yàn)：人鼠細(xì)胞融合問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？例舉細(xì)胞膜具有流動性？智慧升華 1972年，桑格（）和尼克森（）通過觀察和實(shí)驗(yàn)，并在繼承前人的研究成果基礎(chǔ)上，提出了什么樣的生物膜分子模型并被人們所接受。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ (實(shí)驗(yàn)表明蛋白質(zhì)并不是全

13、部平鋪在脂質(zhì)的表面，有的蛋白質(zhì)是鑲在脂質(zhì)雙分子層表面的，有的是嵌入或貫穿在整個(gè)磷脂雙分子層中。)閱讀 P67教材正文第二段觀察 Flash演示小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的融合過程。小組討論回答實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ （兩種顏色的熒光均勻分布。）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？ 細(xì)胞膜具有流動性（膜分子是運(yùn)動的）。例舉細(xì)胞膜具有流動性？ （白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、變形蟲運(yùn)動。）形成共識1972年，桑格和尼克森提出了最具代表性的生物膜模型流動鑲嵌模型。隨著技術(shù)進(jìn)步，假說不斷被修正和完善。突出模型建構(gòu)方法：實(shí)驗(yàn)、推理想像提出假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善不斷發(fā)展。二流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容過渡回顧這一百年來的探索歷程，我們一塊來分享一下科學(xué)家的勞動成

14、果，學(xué)習(xí)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，請大家閱讀教材68頁的課文內(nèi)容。動畫演示 細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模型自學(xué)問題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)？膜分子是靜止的，還是運(yùn)動的？設(shè)疑 生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？從生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，你受到哪些啟發(fā)？閱讀 P68教材正方第一段觀察 三維立體動畫演示生物膜的流動鑲嵌模型小組討論回答生物膜的基本支架是什么？ 磷脂雙分子層。（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）蛋白質(zhì)分子有哪幾種存在形態(tài)？ 蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了生物膜的不對稱性）膜分子是靜止的，還是運(yùn)動的？

15、磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動的。（體現(xiàn)了生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動性）生生協(xié)作，形成共識 流動鑲嵌模型不可能完美無缺。通過動畫演示和直觀圖片，強(qiáng)化生物膜“流動鑲嵌模型”的基本內(nèi)容?？茖W(xué)精神和科學(xué)品質(zhì)滲透 人類對自然界的認(rèn)識永無止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，不斷完善和發(fā)展流動鑲嵌模型。希望在座的每一位同學(xué)都能多一些探索精神，去探索自然界中更多的神奇和奧秘！總結(jié)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。人類對自然的認(rèn)識是永無止境的。 實(shí)現(xiàn)“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”課程目標(biāo)。（四）教后反思 本節(jié)課的設(shè)計(jì)意圖：希望能激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生積極參與探究活動，最終達(dá)到學(xué)生理解掌握生物膜的流動鑲嵌模型的目的?，F(xiàn)將反思整理如下： 1知識處理方面：要注意前后呼應(yīng)、承上啟下。以一首描述細(xì)胞膜的詩歌導(dǎo)入本節(jié)課，讓學(xué)生回顧細(xì)胞膜的功能，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。在本節(jié)課結(jié)束的時(shí)候，通過一段視頻再回到這一話題，流動鑲嵌模型能否完成這一功能？細(xì)胞膜對物質(zhì)的吸收有選擇性？從而引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注下一節(jié)的內(nèi)容。對于某些知識不能想當(dāng)然地認(rèn)為自己清楚學(xué)生也清楚，該交待清楚的要交待清楚，不可省。比如：磷脂分子的親水端與疏水端的意思。 2探究活動的處理。第一個(gè)探究活動，由磷脂分子在空氣與水界面的排布到脂球體的探究，首先要大力肯定學(xué)生