人教版高中生物必修生物膜的流动镶嵌模型教学设计.docx

生物膜的流淌镶嵌模型”教学设计1. 教学设计思想《一般高中生物课程标准》提倡同学探究性学习，并且明确指出要留意生物科学史的学习，所以本教学设计充分利用科学家的试验以及所提出的假说，通过模型构建活动，有效引导同学对其进行分析与评判，在这个过程中转变同学的接受学习方式，让他们充分进行自主、合作、探究性学习；在问题引导下积极思维，在合作争论中有效学习，在评判中感受探究的乐趣，在整个探究性学习中升华学问；通过模型建构，培育了同学的创新思维才能，表达杜威“做中学”的理念；在教与学的双边活动中充分发挥老师为主导，同学为主体的作用；在模型建构过程中让同学进行了充分的探究性学习；2. 教材分析“生物膜的流淌镶嵌模型”一节是人教版《必修 1分子与细胞》第 4 章“细胞的物质输入和输出”的第2 节，是前面第 3 章“细胞的基本结构”第 1 节“细胞膜——系统的边界”的一个延长与拓展，并且和本章第 1节“物质跨膜运输的实例”有亲密联系，为第 3 节“物质跨膜运输的方式”的学习做了学问预备，所以，本节在第 4 章中起着承上启下的作用；本节课是适合同学探究性学习的好素材，把科学家探究细胞膜的有关试验整理并转化为适合同学课堂探究的小课题，让同学亲历探究过程，体验科学探究的魅力，同时加强了科学方法训练；3. 学情分析高中同学具备了肯定的观看和认知才能，但是对问题探究的动力主要来自对相关问题的奇怪，目的性不非常明确，所以老师的思维导向就显得非常重要；本节课利用科学史试验资料，设计同学要探究的问题，让同学在问题引导下进行课堂探究活动， 问题的设计层层深化， 依据同学的思维水平和才能达到肯定深度 , 使同学顺当由感性熟悉向理性熟悉过渡；4. 教学目标4.1 学问与技能1) 通过分析科学家建立生物膜模型的过程 , 阐述科学发觉的一般方法和规律；2) 简述生物膜的流淌镶嵌模型的基本内容；4.2 过程与方法通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题、做出假设，懂得假说的提出要有试验和观看的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观看和试验进一步验证和完善；同时，懂得试验技术的进步所起的作用；5. 教 学 重 点 1）生物膜结构的探究历程；（方法） 2）流淌镶嵌模型的基本内容；（学问）6. 教 学 难 点 1）利用资料尝试建立生物膜模型的过程；2）细胞膜流淌性的有关试验设计；7. 教学策略通过争论教材，对教材供应的素材进行敏捷处理，为同学供应充分有效而有序的资料，以问题的形式启示引导同学做出假设、师生共同合作构建模型，设计试验、相互评判等培育同学“探究、合作、自主”的学习才能，感受科学家探究的历程和探究过程的艰辛；本节支配 1 课时；8. 课前预备及用途试验素材： 用数码显微镜观看血液中红细胞在生理盐水、 蒸馏水、 高浓度盐溶液这三种液体环境中的细胞形状，制作照片、视频；烟草植物细胞在高浓度盐溶液、 0.16-0.2M 氯化钙溶液、清水中的细胞形状照片制作；多媒体（课件）：主要为同学供应学习资料（如科学家的探究试验）及细胞膜有关的图示动画；细胞膜结构模9. 教学过程：型、同学分组及老师演示材料（磁性白板、磁性磷脂分子、磁性蛋白质分子、磁性多糖分子等）：制作的磷脂分子与蛋白质的磁性模型可粘在磁性白板上， 磁性白板竖起展现， 可使全班同学大都看到模型；1）创设情境、导入新课 PPT 出现数码显微镜下观看到的血液中的红细胞在三种不同溶液中（蒸馏水、生理盐水、 9% 的 NaCl溶液）的三种形状照片；烟草植物细胞在去除细胞壁之后形成的原生质体在不同浓度溶液中的形状照片；提出问题：红细胞、烟草植物细胞在不同的溶液中渗透吸水、失水，从而出现不同的细胞形状，那么这两种细胞吸水、失水都应当和细胞中的哪一个结构有关？（细胞膜）设计意图：利用动植物细胞的渗透作用吸水、失水的真实、清晰图片，瞬时达到震动成效，全部同学的留意力马上集中到课堂上，同时产生了想学的剧烈冲动和深厚爱好；利用同学已学的生物学问自然过渡到本节内容； 2）第一阶段争论：生物膜的化学组成争论资料 1： 1895 年, 欧文顿 〔 E. Overton〕 争论发觉 : 凡是可以溶于脂质的物质 , 比不能溶于脂质的物质更简洁通过细胞膜进入细胞；演示试验：两支装有等量花生油的试管，现在 1 号试管滴入两滴食醋，再向 2 号试管滴入两滴乙酸乙酯，同学们观看一下，哪一组能够溶解在一起？ 花生油中含有油酸、亚油酸等脂肪酸，属于酯类物质，乙酸乙 酯也属于一种酯类，它们属于同一类物质，结构相像，依据试验现象，它们可以互溶；而食醋中主要成分是水和醋酸，结构与酯类物质相差很大，依据试验现象，它们不能互溶；我们就可以发觉一个化学物质的溶解规章？ 〔 相像相溶原理）同时，要让同学明白在当时的历史背景下，人们仍无法直接从细胞膜中提取物质分析化学组成，于是欧文顿从细胞膜的生理功能切入，估计细胞膜结构的组成成分；设计意图：高一的同学对化学上的相像相溶原理并不清晰，通过一个简洁的演示试验让同学自己总结出原理；这样，同学对欧文顿的试验结果就能正确分析，大胆假设；通过欧文顿的试验让同学初步体会生物学基本观念：生物体的结构与功能相适应；资料 2： 20 世纪初，科学家提取了哺乳动物红细胞的细胞膜，并对之进行了化学分析，化学分析说明：膜的主要成分是脂质和蛋白质；后来，科学家们在一些后续争论中通过一系列化学分析试验发觉，生物膜中除了脂质和蛋白质外，仍有少量的糖类物质，其中，组成膜的脂质中磷脂含量最高；设计意图：欧文顿结论的提出，虽然是建立在试验的基础上，但这是结合相关学问经过分析推理得来的，这种结论我们只能称之为假说；要让同学明白：既然是假说，就需要我们通过进一步试验来验证和完善；过渡：既然膜的化学成分已经争论清晰了，那下面该争论什么呢？我们要争论膜的结构，那这些构成膜的分子物质在生物膜中又是如何排布的呢？3）其次阶段争论：生物膜结构的争论①磷脂分子在细胞膜中分布的模型建构探究活动一：依据磷脂分子的结构特点，请你分析判定它在空气 — 水界面上是如何排布的？设计意图：问题的小组争论和模型建构一方面让同学通过对磷脂分子结构的明白，尝试解决问题，通过对问题的解决获得对科学探究的胜利感；另一方面也为后续的深度问题做一个有效铺垫；探究活动二：此时，假如充分搅动液面形成乳浊液，磷脂分子在乳浊液中是出现球形仍是一个平面呢？有可能会出现怎样的姿势呢？（同学一般只能出现出单层脂质分子团，可在其排布好后，启示：内部如有水，又该如何排布？再让一组同学上台排布双层球形脂质体模型）产生疑问：那细胞膜中磷脂的排布是属于哪一种情形呢？（同学回答：可能是两层磷脂排列，由于细胞膜内外都处于水环境中；）老师适时出现资料 3 的试验内容： 1925 年，两位荷兰科学家试验：用丙酮从人的红细胞中提取出脂质，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是红细胞表面积的两倍；设计意图：科学探究从提出问题开头，而作出假设是科学探究的一个重要的，不行缺少的环节；该处的处理有 2个亮点：一是同学争论的问题答案（磷脂分子在水溶液中的两种可能排列方式）就自然形成了 2 种假设；那么哪种假设是符合细胞膜上的磷脂排布呢？同学就此绽开了猛烈的大争论；二是资料 3 的试验不是简洁的出现、告知，而是对同学提出的假设作出的强有力的实证争论；②蛋白质分子在细胞膜中分布的模型建构资料 4： 1959 年，罗伯特森在电镜下观看到细胞膜出现暗 - 亮-暗的三层结构；学问链接（脂质折光性较强，在电镜下观看较亮；蛋白质折光性较弱，在电镜下观看显得较暗；）提问：请大家依据这个学问原理，摸索一下生物膜中蛋白质是如何排布的？请一个同学上台，在磷脂双分子层模型基础上将罗伯特森提出的生物膜模型构建出来，罗伯特森认为生物膜都是由蛋白质 — 脂质 —蛋白质三层结构构成；不同生物膜结构是统一的，而且是一个静态的结构；设计意图：依据细胞膜出现暗 - 亮- 暗的三层结构的试验现象，同学开心地自主建构出蛋白质 —脂质 — 蛋白质三层静态结构模型，让同学初步知道科学技术在生物科学争论上的重要位置；学问链接的补充，可以让同学很顺当的推测出罗伯特森的当时关于膜结构的猜想；过渡：罗伯特森其实和前面的欧文顿一样，是在试验观看的基础上通过推理分析提出了生物膜模型，所以这也属于假说；罗伯特森这个关于生物膜的静态统一模型构建的是否合理，我们可以看看这个模型能否很合理的说明一些有关膜功能的生物学现象；PPT 视频出现：变形虫的变形活动；同学提出质疑：生物膜是静态的吗？PPT 视频出现：绿色荧光蛋白的淬灭和修复试验（绿色荧光对膜中的蛋白质进行了标记，激光处理后，处理区域的蛋白质荧光褪去，很快由于邻近的蛋白质熔合，修复显现荧光；），同学得出结论：膜中绝大多数蛋白质分子是可以运动的；PPT 图片出现：磷脂分子多方向、多角度的运动的图片；同学认同结果：磷脂分子也是可以运动的；同学归纳：生物膜不是静态的，而是具有肯定的流淌性； 试验现象：生物膜中的膜蛋白有的很简洁分别，有的就很难（提示：假如膜中的蛋白质均平铺在脂质两侧，膜蛋白的提取难度会有差异吗？）同学提出质疑：生物膜中的蛋白质是否都是平铺在脂质两侧呢？资料 5 ：随着科技的进展，一种新的显微技术再一次推动了我们对于膜结构的熟悉和争论（冰冻蚀刻电镜技术—— 膜解剖手术）PPT 出现冰冻蚀刻电镜下的细胞膜解剖图最直接的证据表面：膜中的蛋白质或镶在、贯穿、全部或部分嵌入磷脂双分子层中；设计意图：变形虫的变形活动让同学产生质疑：生物膜是静态的吗？ “生物膜中的膜蛋白有的很简洁分别，有的就很难 ”让同学产生质疑： 生物膜中的蛋白质是否都是平铺在脂质两侧呢？同学产生质疑后， 必定产生剧烈的连续明白、 连续学习的愿望；罗伯特森提出的是细胞膜结构的假说，同学尝试说明细胞膜的某些生理功能 —— 变形虫的变形活动，让同学认 识到此种结构并不能与它的功能相适应， 同学再次深刻体会 “生物体的结构与功能相适应 ”这一生物学基本观念，从而熟悉到该假说的不足；适时出现绿色荧光蛋白的淬灭和修复试验，知道了蛋白质的运动性，再结合磷脂分子的运动性，同学归纳出细胞膜结构的流淌性；而冰冻蚀刻电镜技术的细胞膜解剖图也修正了蛋白质在膜上的分布，也让同学深刻认同科学技术在生物科学争论上的重要位置；蛋白质分布的模型建构同学活动：请各小组依据前面我们提到的科学发觉，用你手中的模型来构建一个生物膜平面结构模型）（请一组两名同学上台展现自制模型）设计意图：历经多次的科学探究，经过不断的科学修正，同学对生物膜结构有了深刻的熟悉，都有小组（自我）展现学习成果的愿望；通过膜结构的模型再次建构，巩固小组学习成果；③多糖分子在细胞膜中分布的模型建构同学连续小组合作，在刚刚建构的模型基础上加多糖分子，老师巡察；请两组小组同时展现（一组为膜一侧有糖蛋白，一组为膜两侧均有糖蛋白），老师介绍糖蛋白的功能（细胞识别），类比同学的校服上都有校徽， 为了达到个体身份识别的作用，校徽都在校服的外面，肯定不会在校服的里面；设计意图：老师请两个小组同时展现， 给大家一个剧烈的视觉冲击， 同学会快速的摸索： 两种情形， 两种假设， 谁对呢？类比校服上的校徽，同。