科学前沿　授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究教案板书设计

必修1 第4 章

第3节

科学前沿

授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究

教学设计

周闽湘

湖南省浏阳市第一中学

一、 教材地位分析

本节课介绍“授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究”，是对本章细胞的物质输入和输出相关知识的深化和补充，让学生清楚在协助扩散中有一种重要的方式——通道运输，同时让学生进步理解蛋白质是生命活动的主要承担者的含义，本节内容中最有教育价值是科学家在研究过程中所体现的智慧，包括选材、设计、验证等，所以在教学中要重在学习科学家的实验方法、思维方法，这对于激发学生的学习兴趣，培养学生的科学的物质观及生物结构与功能相适应等生物核心素养具有重要作用。

二、 学情分析

学生是在学习了第4章“细胞的物质输入和输出”知识后，有一定的知识基础，同时学生已经学习蛋白质的知识，掌握了蛋白质结构具有多样性和特异性，这是本节学习的重要基础，但是由于基因的表达在初中只是较肤浅的学习，所以在涉及相关知识时，教师要先讲述介绍或以背景材料形式进行知识补充。

三、 教学目标

生命观念

1、理解蛋白质是生命活动的主要承担者，培养学生正确科学的物质观

。

2、

初步了解蛋白质结构的特异性和多样性，且符合结构与功能相适应原理。

科学思维

1、学会根据膜的组成和结构分析推导水溶性物质一般无法自由扩散跨膜，需要亲水性物质如蛋白质作为载体（或通道）进行协助，如果是逆浓度还需要提供能量。

2、学会运用蛋白质具有结构特异性和多样性等知识，结构与功能相适应，生物结构功能与环境相适应等原理，推导水通道和离子通道的特异性和在何种细胞膜上分布多少。

科学探究

1、通过“水通道和离子通道发现的实验”，学会科学家选材、实验步骤设计，分析验证等方法，培养学生科学探究的素养。

四、教学重点和难点

教学重点

1、了解水通道和离子通道发现过程及作用原理。

2、学习科学家的观察、实验、分析问题的方法。

3、将相关知识原理运用在实践生产和生活中。

教学难点

1、学习科学家的观察、实验、分析问题的方法。

2、将相关知识原理运用在实践生产和生活中。

五、教法设计和学法指导

教法：问题探究法与小组讨论法、讲授法相结合

学法指导：指导学生学会观察生活中现象并分析原因、提出问题、并设计实验、小组讨论、交流评价。

六、教学用具

教学PPT 七、 教学基本流程

（一）导入

观察：清水中的青蛙卵是否吸水胀破。

讨论：为什么没有胀破？红细胞为什么很容易在清水中吸水胀破。

（二）新课

1、探究清水中的青蛙卵是否吸水胀破

（1）发现问题：清水中的青蛙卵没有吸水胀破

（2）提出假说：可能是青蛙卵细胞膜上缺少某种物质，而红细胞膜上存在某种能帮助水分子通过的物质。

（3）演绎推理：如果将红细胞膜上的这种帮助水分子通过的物质提出来，插在青蛙卵细胞膜上，青蛙卵将会吸水胀破。

（4）实验验证: 完成人：阿格雷

结果：青蛙卵果然吸水胀破（注：阿格雷用的生物材料是非洲爪蟾卵原细胞）。阿格雷将能帮助水分子通过的蛋白质称为水通道。

同时阿格雷还将能翻译合成水通道的mRNA分子导入非洲爪蟾卵原细胞，非洲爪蟾卵原细胞在清水中吸水胀破，进一步验证了水通道的存在和化学本质。

（5)结论：青蛙卵细胞膜上不存在，而红细胞膜上存在水通道蛋白。

2、讲述离子通道的工作原理和主要类型

（三）反馈练习

八、板书设计

授予诺贝尔化学奖的通道蛋白研究

1、探究清水中的青蛙卵是否吸水胀破

(1)

发现问题

(2)

提出假说

(3)

演绎推理

(4)

实验验证

(5)

得出结论

2、讲述离子通道的工作原理和主要类型