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視頻標簽：東莞市,生物膜的流動,鑲嵌模型
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：東莞市高中生物優質課《生物膜的流動鑲嵌模型》光明中學黃莉英(
教學設計、課堂實錄及教案：東莞市高中生物優質課《生物膜的流動鑲嵌模型》光明中學黃莉英(附課件及設計)
《生物膜的流動鑲嵌模型》
人教版生物必修1教材 第4章第2節 授課年級：高一
作者姓名：黃莉英
作者單位：東莞市光明中學
《生物膜的流動鑲嵌模型》教學設計
摘要：在生物膜的流動鑲嵌模型一節教學中，為學生提供一條主線，成分-結構-功能，通過探究歷程順序的資料分析，讓學生參與其中，并動手制作，感受科學家探究過程的艱辛，并利用動畫的形式展示生物膜的流動鑲嵌模型，展示生物膜的動態美，加深學生對生物膜流動鑲嵌模型結構和功能的理解。
一、 教材分析
本節以較多的篇幅介紹了對生物膜結構的探索歷程，安排了學生思考與討論的同時，還讓學生動手構建模型，讓學生在認識細胞膜結構的同時，了解這些知識的來龍去脈，認識到可以通過對現象的推理分析提出假說，但是假說仍然需要觀察和實驗來驗證。隨著技術手段的改進研究不斷發現新的證據，原有的觀點或理論還會不斷得到修正和完善，并歸納總結出生物膜模型建構的基本方法。此外，本節重點是理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型，并且學會運用該模型解釋一些相應的生理現象。
二、學情分析
教學要求學生提前預習本節內容。學生一方面對流動鑲嵌模型的構建過程和基本內容要有一定了解，另一方面對于模型構建中的邏輯推理技術進步的作用科學家提出假說的思維方法結構與功能相適應的觀點認識上還比較模糊，需要教師進行梳理提煉。此外學生對流動鑲嵌模的流動美和鑲嵌美還缺乏感受，可以通過動畫、畫圖和動手制作從而加以凸顯。
三、 教學目標
1. 知識方面。課程標準中與本節內容有關的具體內容標準是“簡述細胞膜系統的結構和功能”。這項要求包括兩層含義：一是簡述細胞的生物膜系統的概念和功能，二是簡述生物膜的結構。因此本節在知識方面的教學目標可定為“簡述生物膜的結構”。
2. 能力方面。本節內容以細胞膜分子結構的探究歷程為主線，學生動腦并動手分析實驗現象得出實驗結論并構建模型為重點，讓學生們從中體驗科學的實驗思想和實驗方法。因此本節在能力方面的教學目標可定為“嘗試提出問題作出假設”。
3. 情感態度與價值觀方面。本節教材介紹了人類探究生物膜結構的過程和方法，可以加深學生對科學的歷史和本質的認識，特別是這些內容中所體現的結構和功能相統一、技術手段的進步、促進科學的發展等觀點對于學生的情感態度與價值觀領域的發展有重要價值。因此本節在情感態度與價值觀方面的教學目標可定為“探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用；探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點”。
四、設計思路
對于本節課中科學史的介紹，主要通過三個中心問題展開活動：
1.細胞膜的組成成分是什么？（歐文頓的實驗和推論）
2.脂質、蛋白質和多糖在生物膜上如何分布？
3.有哪些證據可以證明細胞膜中的物質是不斷運動？
4.學生自主學習，簡述生物膜的流動鑲嵌模型基本內容。
五、教學策略
本節課采用了提問式教學、合作交流式、開放式教學等教學策略。
六、教學過程
| 教學內容 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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【引入】 2分鐘 |
多媒體展示細胞的外排和內吞作用以及吞噬細胞的吞噬作用的幾張圖片 |
觀察圖片，思考細胞的這些生理過程其實是細胞的哪個結構在變形？ 如果你去探究生物膜，你想探究有關細胞膜的哪些問題呢？ |
激發學生探究生物膜的物質組成和結構特點的熱情。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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一、 對 生 物 膜 結 構 的 探 索 歷 程 |
活動一、探究生物膜的成分 3分鐘 |
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資料1. 19世紀末,歐文頓用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行過上萬次的實驗,發現細胞膜對不同物質的通透性不一樣:凡是可以溶于脂質的物質,比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜進人細胞 |
學生推論:細胞膜是由 脂質組成的 |
引導學生體會科學家探索的艱辛，培養學生迎難而上的學習態度 |
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資料2. 科學家發現細胞膜會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。 實驗證據：20世紀初，科學家第一次將哺乳動物的紅細胞的細胞膜分離出來，化學分析表明，膜的主要成分是 和 ，(在此外需補充說明:細胞膜 主要有脂質和蛋白質組成,還含有少量的糖類等物質) |
學生回答：組成生物膜的物質還有蛋白質 |
回憶和鞏固第三章第一節的知識點：細胞膜的組成成分 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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活動二、探究生物膜的磷脂和蛋白質是如何排列的 10分鐘 |
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資料3：1917年歐文·朗繆爾將提取的膜質鋪展在水盤的水面上，發現脂在水面上形成一薄層，單脂層親水的頭朝向水面，疏水的尾背離水面。于是他提出：磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，結構既有疏水基團（尾部），又有親水基團（頭部）。因為磷脂分子的“頭部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。這樣磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層。 展示磷脂圖片 |
學生閱讀教材66頁，理解磷脂的結構和特點，讓學生動手用紙剪出“磷脂” |
提高學生動手操作能力，并且加深對磷脂分子的理解。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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資料3：兩位科學分離純化了紅細胞，從一定數量的紅細胞中抽提脂類，按Langmuir的方法進行展層，并比較展層后的脂單層的面積和根據體積所推算的總面積，發現提取的脂鋪展后所測的面積同實際測量的紅細胞的表面積之比為（1.8～2.2）∶1，約為兩倍。 思考：若將紅細胞換成人的口腔上皮細胞，提取的脂類展開后所測面積同實際表面積之比等于、大于還是小于兩倍呢？為什么？ 假如你是當時的科學家，當你做實驗時發現單分子的磷脂分子正好是紅細胞的兩倍時，大膽地展開你的想象力，你能做出什么假說？ 那這兩層磷脂分子在細胞中又是怎樣排布的呢？再分小組討論、利用你手中的模型擺出來吧。 |
細胞膜中的磷脂是兩層的 如果換成口腔上皮細胞，應該是大于兩倍。 分組討論，共可有六種排布方式，并提出細胞膜應兩面都處于水環境中，所以討論得到正確的排布方式。 學生小組合作一起排列之前剪好的“磷脂”分子 |
通過小組合作，組內成員取長補短，協調一致，充分結合磷脂分子的特性繪制相關示意圖，在學到知識的同時，培養了合作意識和團隊精神 |
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活動三、對生物膜結構的探索——脂質和蛋白質的排布方式(一) 3分鐘 |
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資料4：羅伯特森實驗：1959年，用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗—明—暗三層結構，厚約7.5 nm，它由厚約3.5 nm的雙層脂質分子和內外表面各為厚約2 nm的蛋白質構成。 提出假說：連續的脂質雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內側，極性端朝向膜外兩側，蛋白質以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結合，從而形成蛋白質—磷脂—蛋白質的三層結構，稱之為單位膜。 提出假說：“三明治模型” |
學生自主學習資料4，對假說提出質疑，如果細胞膜的靜態的，那它如何完成眾多復雜的生理活動呢？例如變形蟲的運動、分泌蛋白的分泌過程以及精卵結合等等過程。 | 培養學生認同技術手段對知識的支持，同時還具有大膽質疑的精神，結合已有的知識基礎，敢于提出問題。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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活動三、對生物膜結構的探索——脂質和蛋白質的排布方式(二) 8分鐘 |
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資料5：免疫熒光技術細胞融合實驗 實驗：人鼠細胞融合 1.該實驗的現象是什么？ 2.實驗結論是什么？ 3.膜分子是靜止的，還是運動的？ 大膽質疑：羅伯特森把生物膜描述為靜態的統一結構，請結合結構與功能相適應的角度說說你的想法。 |
學生回答問題 |
證明細胞膜上的物質是可以運動的 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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二、流 動 鑲 嵌 模 型 的 基 本 內 容 5分鐘 |
生物膜的流動鑲嵌模型基本內容總結： 生物膜的基本支架是什么？ 蛋白質分子有哪幾種存在形態？ 生物膜的結構特點和功能特點 |
學生齊讀課本68頁第一段。觀看流動鑲嵌模型動畫 | 突出本節的重點，加強學生的記憶和理解。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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小結與 習題鞏 固 9分鐘 |
師生合作一起繪制生物膜的概念圖     骨架 能運動 結構特點
    細胞膜 成分 大多數能運動 功能特點 位置
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視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
