“流動鑲嵌模型”教學(xué)設(shè)計

1、“生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型”教學(xué)設(shè)計教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)設(shè)計依據(jù)一、教學(xué)設(shè)計依據(jù)（一）課標(biāo)分析高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)的要求體現(xiàn)在“簡述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”，屬于理解水平，要求學(xué)生可以把握細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的內(nèi)在聯(lián)系。其中功能方面已在前一章進(jìn)行了學(xué)習(xí)，本節(jié)課的課標(biāo)要求就應(yīng)當(dāng)集中體現(xiàn)在收集資料并分析得出細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。（二）教材分析本節(jié)是人教版《必修1分子與細(xì)胞》第4章“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”的第2節(jié)，是前面第3章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

2、”第1節(jié)“細(xì)胞膜———系統(tǒng)的邊界”的一個延伸與拓展。內(nèi)容有：①科學(xué)家探索細(xì)胞膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的科學(xué)史；②生物膜的流動鑲嵌模型。前者是適合學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的較好素材。經(jīng)歷了探究活動后，對流動鑲嵌模型的接受是水到渠成的，這樣能使學(xué)生在思維與推理能力上得到發(fā)展。二、學(xué)情分析二、學(xué)情分析高中學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，但是對問題探索的動力主要來自對相關(guān)問題的好奇與有趣水平，目的性不十分明確，所以教師的思維導(dǎo)向就顯得十分重要。本節(jié)課利用科學(xué)史實(shí)

3、驗(yàn)資料，設(shè)計學(xué)生要探究的問題，讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下進(jìn)行基于資料和問題的課堂探究活動，問題的設(shè)計層層深入，按照學(xué)生的思維水平和能力達(dá)到一定深度使學(xué)生順利由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識過渡。三、教學(xué)目標(biāo)三、教學(xué)目標(biāo)（1）知識目標(biāo)1簡述生物膜的結(jié)構(gòu)2舉例說明生物膜具有流動性特點(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)現(xiàn)的一般規(guī)律。（2）能力目標(biāo)1通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，嘗試提出問題，作出假設(shè)。2通過生物膜模型建立過程的一系列實(shí)驗(yàn)過程

4、，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析推理的能力。（3）情感、態(tài)度、價值觀目標(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)步所起的作用四、教學(xué)重、難點(diǎn)四、教學(xué)重、難點(diǎn)（一）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。（二）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)。5、教學(xué)過程教學(xué)過程示磷脂分子的結(jié)構(gòu)圖，講解磷脂分子的結(jié)構(gòu)與特性：1個

5、磷脂分子由頭部和尾部組成，頭部由1分子膽堿、1分子磷酸和1分子甘油組成，尾部由2個脂肪酸分子構(gòu)成。頭部由極性分子組成，所以是親水的，尾部是非極性分子，所以是疏水的。所以磷脂分子在水的表面排布時，親水端浸入水中，疏水端浮于水面（學(xué)生對分子的極性及相似相容原理不理解，教師可以舉例略作解釋）。該問題的解決主要是為學(xué)生探究細(xì)胞膜內(nèi)磷脂分子的排布方式做好準(zhǔn)備。學(xué)生了解磷脂分子的結(jié)構(gòu)與特性后，教師可以提出新問題，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究。我們已經(jīng)知道了細(xì)胞

6、中有2層磷脂分子，也知道了磷脂分子的結(jié)構(gòu)與特性，這2層磷脂分子在細(xì)胞膜中是怎樣排布的呢？有多少種可能的排布方式？請在紙上畫出你認(rèn)為所有可能的排布方式。問題：問題：同學(xué)們，根據(jù)你們已有的知識推理，磷脂雙分子層最可能是其中的哪種排布方式呢？說出你的理由。給學(xué)生留出充分的討論探究的時間，然后小組代表回答，其余小組補(bǔ)充、評價、修正，最后教師總結(jié)并對學(xué)生的探究結(jié)果給予肯定。資料資料4：2O世紀(jì)初，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)

7、胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶分解。提出問題：從該實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論學(xué)生對蛋白酶的專一性還不是很了解，可以通過下列問題提示：①初中生物學(xué)課上我們學(xué)習(xí)了食物的消化，食物中的蛋白質(zhì)是在哪里開始化學(xué)性消化的？為什么？②胃蛋白酶可以消化淀粉和脂肪嗎？為什么？通過上述問題，學(xué)生會很順利地推理出“細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)”這一結(jié)論。此時新問題順勢而出：我們已經(jīng)知道了細(xì)胞膜中的磷脂雙分子層的排布方式，蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜中是如何分布的？和磷脂雙分

8、子層位置關(guān)系如何？資料資料5：羅伯特森（J.D.Robertsen）的電鏡實(shí)驗(yàn)（1959年）。用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗－明－暗3層結(jié)構(gòu)。厚約7.5nm，由厚約3.5nm的較亮層，以及內(nèi)外表面各為厚約2nm的較暗層構(gòu)成。問題：問題：你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么問題？這個問題學(xué)生很容易能回答出來。然后告訴學(xué)生，羅伯特森于1959年提出了單位膜模型：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外兩側(cè)

9、，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)－磷脂－蛋白質(zhì)的3層結(jié)構(gòu)，稱之為單位膜。介紹單位膜模型后，告訴學(xué)生單位膜模型有其不足之處。1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）利用免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研究結(jié)果證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)又證明，蛋白質(zhì)分子不僅在膜的兩側(cè)，中間也有。這就推翻了羅伯特森認(rèn)為的蛋白質(zhì)只在膜的兩側(cè)的觀點(diǎn)。問題：問題：根據(jù)以前所學(xué)知識

10、，你能找出單位膜模型還有什么不足之處嗎？說一說你的理由。讓學(xué)生利用已有的知識評價單位膜模型，有利于學(xué)生批判性思維能力的培養(yǎng)，并且能很好地讓學(xué)生認(rèn)同科學(xué)理論的可修正性，對于情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)的達(dá)成起到很好的作用。但是這個問題有一定難度，教師可以提示學(xué)生：關(guān)于第2點(diǎn)不足，我們再看一看單位膜模型的基本內(nèi)容，其中提到“蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合”，這樣羅伯特森就把蛋白質(zhì)和磷脂看作了靜止的結(jié)構(gòu)，你們認(rèn)為這個觀點(diǎn)正確嗎