全章复习与测试优秀公开课教案

第四章

第2节

生物膜的流动镶嵌模型

南安侨光中学 郑静霞

【教材分析】

本节先通过科学家对生物膜结构的探索历程，引导学生分析科学家的实验和理论，在此基础上更容易掌握生物膜的流动镶嵌模型，更重要的是加深学生对科学发展历史和本质的认识，科学探究历程是曲折的，需要不断修正、发展、完善，同时在科学发展与技术手段的进步相互促进、结构与功能相适应、科学的开放性等方面受到启发，培养学生的科学思维、科学方法。接着介绍流动镶嵌模型的基本内容，结合多媒体技术的应用，理解和掌握生物膜流动镶嵌模型的基本内容。在教学中，需要给学生提供足够的时间，教师适时引导，充分发挥学生的主体性，让学生阅读、思考、讨论、领悟，全面落实三维目标，同化、顺应新知识。

【学情分析】

学生已经掌握了细胞的基本结构，对细胞膜的成分和功能等知识有了一定的了解，为本节知识的学习奠定了基础。

高中生具备了一定的观察和思考能力，逻辑思维已初步建立，但还不完善，对事物的探索具备一定的好奇心，但缺乏目的性的思考，所以教师的思维导向就显得很重要，本节通过问题串的设计层层深入，引导学生对生物膜结构的探索认识有感性向理性过渡。

【教学目标】

1.知识与技能 （1）简述生物膜的结构。

（2）说出科学探究过程的一般方法。

2．过程与方法

（1）通过分析科学家对生物膜结构曲折的探索历程，认识模型建构的一般规律，加深对科学探究方法的认识，提高分析、解决问题的能力。

（2）尝试提出问题，作出假设，体验科学思维的培养。

3．情感态度价值观

（1）探讨在生物膜模型建构过程中结构和功能相适应的唯物辩证观点。

（2）认同实验技术手段的进步促进了科学探究过程的发展。

【教学重点和难点】

1.教学重点 生物膜流动镶嵌模型的基本内容。

2.教学难点

（1）在建构生物膜模型过程，体现结构与功能相适应的观点。

（2）生物膜模型的构建过程和对生物膜流动性特点的理解。

【教学方法】 探究法、讲述法、读书指导法

【课时安排】 1课时

【设计思路】

在第2章中“真核细胞的三维结构模型”建构活动中，遇到如何选择细胞膜的材料，从这个问题出发，结合学生积累的知识和经验，引导讨论塑料膜和气球，激发学生的探究欲望。

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新课程要求体现提高学生科学素养的理念，生物膜结构探究历程以探究性学习为教学模式，通过环环相扣的问题组织课堂教学，引导学生思维，以“自主、探究、合作”的学习方式优化课堂教学，采用“发现问题—分析实验现象—提出假设—实验验证—得出结论”的科学探究一般过程，融合思考讨论、观察分析、合作交流等教学方法，在构建磷脂分子的排列方式中，体验成功的喜悦，并结合多媒体技术，丰富教学内容，引导学生建构出流动镶嵌模型，学生更好地把握流动镶嵌模型的基本内容。

【教具】多媒体课件、纸张、磷脂双分子层图片、若干个圆形硬纸板

【教学过程】

教学步骤

组织课堂

问题探讨

导入新课

一、对生物膜结构的探索历程

欧文顿实验

教师行为

细胞膜是系统的边界，它是微观的，肉眼不可见，与我们生活中常见的塑料膜是否一样。

展示塑料膜及气球制作的细胞膜模型

引导学生从以下三方面出发选择材料：细胞膜作为系统的边界；是一种选择透过性膜，控制物质进出细胞；在植物细胞质壁分离和复原实验中，细胞会有一定程度的胀大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。

大家选择材料的依据是结合了细胞膜的功能，这体现了生物学的哪一个观点？

要找到更好的材料，还需要对细胞膜的结构有更深的认识，细胞膜结构是怎样的，才能与其选择透过性的功能相适应？今天就让我们穿过时光的隧道，回到一百多年前，重温科学家探究生物膜结构曲折历程。

人们对事物的认识是有一个过程的，科学家历经了一百多年的时间来探索，直到现在仍有许多科学家在继续深入研究，限于当时的科学技术条件，不能直接观察到生物膜，科学家先从生理功能入手。

问题1.生物膜是由哪些成分组成的？

介绍欧文顿实验，鼓励学生大胆提出假说，引导学生认识假说的提出要有实验和观察的依据，还需要严谨的推理和大胆的想象，这是生物学上常用的一种科学方法。

多媒体展示

根据实验，你能提出什么假说？

思考：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？

出示材料：20世纪初，科学家第一次将膜细胞从哺乳动物的红细胞中分离出来。化学分2 学生活动

答：结构与功能相适应的观点。

学生看书，观察分析实验，提出假说

答：膜是由脂质组成。

答：有必要，假说需要实验来验证。

设计意图

引导学生认同生物学结构与功能相适应的基本观点

以问题串作为本节课的主线

用科学探究的一般过程来探究生物膜的结构，加深对科学探究过程的

实验验证

活动一

荷兰科学家实验

活动二

罗伯特森电镜实验

冰冻蚀刻技术

活动三

析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质，通过实验说明了欧文顿的假说是成立的。

引导学生思考当时科学家会提出什么问题来进一步探究生物膜的结构？

问题2：脂质和蛋白质在膜中是如何排列的？

脂质中含量最丰富的是磷脂分子，课件展示磷脂分子的结构，介绍磷脂分子的结构。

活动一：

小组合作、讨论，画出磷脂分子在空气-水界面上呈单分子层的排列情况并展示。

出示资料：1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。

问：这个实验说明了什么？

活动二：

画出磷脂分子在细胞中排列为连续两层的情况，提示学生细胞生活的环境（细胞膜两侧都是水环境）

交流、评价学生完成情况。

课件展示磷脂分子排列为两层的模式图。

问题3：蛋白质在细胞膜中处于什么位置？

出示资料：罗伯特森电镜实验及照片

由于技术的进步，可以借助电子显微镜来观察细胞膜的结构，细胞膜呈“暗—亮—暗”的三层结构。

提出的假说：

生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，展示罗伯特森提出的三明治结构模型。

展示冰冻蚀刻技术图片

新技术手段的使用，发现蛋白质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的。

活动三：

蛋白质在磷脂双分子层中的排布。

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尝试提出问题。

小组完成

小组合作、展示成果

答：膜中脂质分子排列为连续的两层。

小组完成

小组合作、展示成果

学生讨论、思考

小组完成

小组合作、展示成果

了解

学会提出问题，感受科学家的探索历程

探究学习，培养合作意识

通过学生自己探究，体验成功的喜悦

认同实验技术的进步对科学研究发展的作用

荧光染料标记实验

流动镶嵌模型

二、流动镶嵌模型的基本内容

课堂小结

思考与讨论

课后延伸

设问：这一模型将生物膜描述为静态的结构，有什么不足？展示变形虫运动的动画

出示材料：荧光染料标记实验

将人和鼠的细胞膜用不同颜色荧光染料标记后，让两种细胞融合，融合细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光颜色均匀分布。

结论：蛋白质分子可以运动。

科学家还发现构成细胞膜的脂质也会运动。

介绍1972年，桑格和尼克森通提出的生物膜流动镶嵌模型，能合理解释生命现象，为大多数人所接受。

课件展示“生物膜的结构模型示意图”

总结流动镶嵌模型的基本内容。

动画展示生物膜具有流动性的结构特点

这节课我们重温了科学家探索生物膜结构的历程，这是一个不断验证、修正和完善发展的过程，加深对科学过程和方法的理解，另外我们重点学习了生物膜流动镶嵌模型的基本内容，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，有助于我们更好理解下一节物质跨膜运输的方式的学习。

思考与讨论：

1、分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示？

2、生物膜的流动镶嵌模型是否是完美无缺的呢？

课后活动

利用废旧物品制作生物膜模型。

倾听、观察

观察

结合结构示意图，内化知识

学生各抒己见

课外完成，

总结生物膜模型的基本内容，完成知识目标要求

【板书设计】

第四章

第2节

生物膜的流动镶嵌模型

一、对生物膜结构的探索历程

问题-假说-验证

二、流动镶嵌模型的基本内容

1、组成成分：脂质、蛋白质和少量糖类

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2、基本骨架：磷脂双分子层

3、蛋白质的分布：镶在表面、横跨、全部嵌入或部分嵌入

4、结构特点：一定的流动性、不对称性

5、功能特点：选择透过性

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