高中生物必修一 第四章 第二节 生物膜的流动镶嵌模型 教学设计与反思.doc

教学设计与反思

课题：必修一 第四章 第二节 生物膜的流动镶嵌模型
科目： 生物
教学对象： 高一学生
课时： 1课时
提供者：
单位：
一、教学内容分析
“生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》的第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。所以，这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。 
本节主要包括了两大部分内容：①科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。②细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。 
二、教学目标
1. 知识与技能
（1）认识生物膜结构的探究历程
（2）简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
（3）举例说明生物膜具有的流动性特点
2．过程与方法
（1）分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设
（2）发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构
3. 情感态度与价值观
（1）使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点
（2）培养学生严谨的推理和大胆想象能力
（3）认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观
三、学习者特征分析
学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。 
高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。 
四、教学策略选择与设计
本节内容主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。在教学中，充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位，采用“引导—观察分析实验现象—提出假设—实验验证再分析”的教学环节，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，切身感受科学的魅力，保持强烈的探究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论。让学生在探究中学习科学探索的方法，从而渗透探索科学过程和方法的教育。
五、教学重点及难点
1.教学重点
（1）科学家对生物膜结构的探索历程。
（2）生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。
2.教学难点
探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
六、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
展示课题及学习目标
（板书：$4.2生物膜的流动镶嵌模型）
（板书：学习目标1. 认识生物膜结构的探究历程
2. 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
3. 举例说明生物膜具有的流动性特点）
引言：如果有“时光机器”，将此刻的你送回19世纪，你会从哪些方面去研究细胞膜的结构?

明确学习目标

思考、回答

使学生明确学习目标，更有效的完成学习。

提出问题，引起思考，激发思维探究的欲望，引起学生学习的兴趣。
问题1:细胞膜的组成成分是什么呢？
教师课件展示资料并简单表示实验结果。
资料1：
19世纪末，欧文顿(E.Overton)用500多种物质进行上万次实验，发现：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
引导学生分析实验现象得出结论。
课件展示问题：
[设问] 1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对
现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？
3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？
指出欧文顿得出的结论是假说，假说是需要验证的。

得出结论：膜是由脂质组成的。

回答问题
1.通过对现象的推理分析。
2.有必要，通过鉴定能更准确地说明问题
3.当时的技术不能实现

培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。

领悟科学研究的方法“假说”是怎样提出来的。
教师课件展示资料
资料2：
20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后进行化学分析。得出膜的主要成分是脂质和蛋白质。
[设问]1.我们以前学习过，其中脂质中最丰富的是什么？
2.为什么是哺乳动物的红细胞而不是其它细胞？

阅读资料，思考老师提问。

回答问题
1.磷脂。
2.因为哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器。

对科学过程和方法的理解

学生表达能力得到进一步提高
问题2：脂质和蛋白质是怎样结合构成膜的呢？
教师课件展示资料引导学生分析实验现象得出结论。
资料3：
1925年，两位荷兰科学家用丙酮（有机溶剂，可溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。

[设问]1.磷脂分子在空气－水的界面为什么铺展成单分子层？是怎样排布的？
介绍磷脂分子的特点。

2.磷脂分子在细胞膜中是如何排布的？

阅读资料，得出结论：细胞膜中脂质是双层的。

以小组为单位讨论磷脂分子在下列情况中的排列方式（从磷脂结构分析）
1.平铺于水面上（空气—水界面）。
2.细胞膜上。
白板上汇报展示

提出问题，引起思考，激发思维探究的欲望，引起学生学习的兴趣。

培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。
问题3：蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？
教师课件展示资料及模拟图
资料4：
1959年，罗伯特森在电镜下，看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。提出“蛋白质-脂质-蛋白质”静止模型的观点。
质疑 静态“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构是否能体现膜的功能呢?

动画展示白细胞吞噬细菌的过程。

蛋白质镶、嵌或横跨磷脂双分子层。
展示图片，白板标注蛋白质存在的三种方式。
蛋白质在膜中的分布是不对称的。

阅读

学生思考
举例说明

记忆
培养学生问题意识，给予巩固知识，学生发散性思维启动已有知识的空间。
教师课件展示资料及动画
资料5：
人——鼠细胞融合实验
观看，描述实验结果，分析实验结论
培养学生主动获取知识的能力、归纳能力及与人交流信息的能力。
1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。
提问：根据前面的分析，小组合作画出流动镶嵌模型。
及时引导。

动画展示流动镶嵌模型。
学生通过归纳、总结，主动获得结构模型的基本内容。
展示图片介绍各种结构名称。
流动镶嵌模型的基本内容：
1．以磷脂双分子层为基本支架。
2．蛋白质在脂双层上排布方式有三种：镶在表面，嵌入其中或是横跨整个双分子层的。
3．磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（图片展示磷脂分子的运动方式是多样的）
4.大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）。
5．细胞膜外表面，有一层细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（主要起到识别作用）
补充糖脂
描述模型的主要内容。
学生通过归纳、总结，主动获得结构模型的基本内容。
提升探究
某研究性学习小组欲研究细胞膜的成分和结构，如果你是课题组成员，请你帮助完成相关问题。
※（1）应选取人的哪种细胞做实验？（　）
A．成熟红细胞　
B．神经细胞　　
C．白细胞　　
D．口腔上皮细胞
※（2）在制得成分中加入双缩脲试剂，如果产生______反应，即可以证明细胞成分中含有__________。
※（3）研究发现，脂溶性物质容易通过细胞膜，非脂溶性物质透过细胞膜十分困难，这表明组成细胞膜的主要成分中有____________。
※（4）该实验表明，组成细胞膜的主要成分有_______________________。
※（5）提取膜成分中的磷脂，将其铺在空气－水界面上，测得磷脂占有面积为S，请预测红细胞表面积的值接近于________。
※※（6）如果选择人的口腔上皮细胞作为实验，假设其表面积为S，则磷脂在空气－水界面上的面积 。为什么？ 。
※※※（7）如果不考虑操作难度，选择 细胞也可以得到（5）的结论。
思考、讨论回答
复习旧知识，巩固新知识，培养学生的综合分析能力。
课堂小结

一、生物膜结构的探索历程：
1.19世纪末，欧文顿提出：膜由
组成；
2.20世纪初，化学分析得出：
膜的成分是 和 ；
3. 1925年，荷兰科学家得出：
脂质分子是 的；
4. 1959年，罗伯特森在电镜观察下得出：

的三层结构；
5. 1970年，用荧光标记技术证明：
膜具有 性；
6. 1972年，桑格和尼克森提出：
模型。
二、流动镶嵌模型的主要内容：
1.生物膜以 为基本支架；
2.蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有：
；
3.生物膜具有一定的 。
深化记忆
布置作业：学案上的相关习题。

巩固知识点
七、教学评价设计
评  价  内  容
评  价  等  级
评价目的

优
良
中

我能认真听老师讲课，听同学发言。

能否认真专注

遇到我会回答的问题都主动举手了。

能否主动参与

发言时声音响亮

能否自由表达

我能积极参与小组讨论活动，能与他人合作？

能否善于合作

善于思考，并能有条理地表达自己不同的看法。

能否独立思考

我会指出同学错误的解答

是否敢于否定

我能常得到老师的表扬、同学的赞赏。

是否欣赏自我

我能在不懂时向别人请教。

是否敢于请教

我已养成良好的完成作业的习惯

能否独立思考

我能展开丰富的想像理解教学内容。

是否富于想像

我在学习的过程中感到快乐。

是否兴趣浓厚

八、板书设计
 §4.2 生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
1．膜是由脂质组成的；
2．膜主要由脂质和蛋白质组成；
3. 脂质分子是连续双层的；
4. 罗伯特森得出：蛋白质－脂质－蛋白质 静态的三层结构；
5. 膜具有流动性；
6. 桑格和尼克森提出：流动镶嵌模型。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1.生物膜以磷脂双分子层为基本支架；
2.蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有：镶在表面；全部或部分嵌入；横跨整个磷脂双分子层。
3.生物膜具有一定的流动性。
九．教学反思
探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点是本节教学的难点。我发现举过多的学生不熟悉的的现代生物发展的例子来说明这一问题，效果并不好。因为学生不熟悉的例子，自然就不容易理解。所以在本节课中我把这一观点穿插在五个资料分析中，比如让他们根据细胞内外的水环境这一特点推测两层磷脂分子可能的排布结构，让他们分析“三明治”静态结构与一些生命现象矛盾的地方，让他们寻找细胞膜的流动镶嵌模型能较好地解释哪些生命现象，通过这些通俗易懂的例子潜移默化地影响学生，最后进行归纳总结，建立生物膜模型的过程体现了结构与功能相适应的观点。突破这一教学难点。
新课程的这种教学模式，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，确实能让学生保持强烈的探究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论，教学效果较好。