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視頻標簽：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：人教版《必修1分子與細胞》第四章第二節《生物膜的流動鑲嵌模型》山西省優課
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人教版《必修1分子與細胞》第四章第二節《生物膜的流動鑲嵌模型》山西省優課
《生物膜的流動鑲嵌模型》
一、設計理念及思路
本節課在教學設計上主要突出科學史的教育。開篇從學生親身體驗的活動——細胞模型制作大賽入手，使學生產生情感上的共鳴，激發學生對生物膜結構產生強烈的興趣和探索的渴望。整節課的教學采用“問題——假設——推理——驗證——總結提高”的基本程序，以學習小組為單位，通過教學資源和信息技術的整合，為學生創設學習情景，尤其在體驗生物膜的探索歷程上給學生以動態的感覺，讓學生去重走科學家走過的路，通過討論得出結論并構建相應模型，再將科學家的實驗作為驗證實驗，使學生從探索發現上升到知識構建，不僅鍛煉了學生的思維能力、探究能力，而且讓學生體會到科學探究的艱辛、科學進步與技術之間的關系及結構要和功能相適應的觀點等，從而自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論。符合新課程理念中“探索領先，合作學習，師生是學習共同體”的教育理念。 二、教材分析
“生物膜的流動鑲嵌模型”一節是人教版普通高中課程標準實驗教科書必修一《分子與細胞》第四章第二節。本節內容承接第四章第一節“物質跨膜運輸的實例”中生物膜具有選擇透過性等知識，介紹了對生物膜結構的探索歷程，又為第四章第三節“物質跨膜運輸的方式”做鋪墊，整章內容由“功能—結構—功能” 這條主線貫穿起來。因此本節內容在第四章中起著承上啟下的作用，有助于學生建立結構與功能相適應的觀點。 三、學情分析
學生通過初中的生物學知識的積累，以及前三章的學習已經了解了細胞、知道了組成細胞的分子、掌握了細胞的基本結構，并且掌握了一定的生物學學習的方法和技巧，為本節知識的學習奠定了基礎。
高一學生具備一定的獨立思考和抽象思維能力，對事物的探索充滿好奇，但往往帶有一定的盲目性，并對科學探索的過程與方法及結論的形成缺乏理性的思考。 四、教學目標
1．知識目標：
①簡述流動鑲嵌模型的基本內容。 ②運用模型解釋有關生物學現象。 2．能力目標：
①嘗試提出問題，作出假設。
②分析研究史料，鍛煉邏輯推理能力及培養團結協作精神。 3．情感目標：
①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。 ②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。 五、教學重、難點
教學重點：流動鑲嵌模型的基本內容。
教學難點：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。 六、教學方法
情境教學、啟發式教學、合作探究、模型構建 七、課前準備
多媒體課件
構建模型用具:磷脂、蛋白質及多糖分子模型，磁性白板 生物膜立體模型 八、教學過程
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2
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖 創設情境 導出課題
為了開拓視野，激發興趣，我校舉行了一次細胞模型制作大賽。請欣賞„ 多媒體展示有關內容。 在模型制作過程中有同學遇到這樣的問題：1.選什么材料做細胞膜呢？ 2.生物膜的結構到底是怎樣的呢？
這就是我們今天要討論的主要內容。
觀看細胞模型制作大賽
的成果展示并思考。
從學生活動入手，容易產生共鳴，激發探究意愿，又能引入本節內容。
一、 對 生 物 膜 結 構 的 探 索 歷
程
1
1．對
生
物
膜
組
分的探
索
【過渡】人們對生物膜的認識經歷了一個曲折漫長的過程，讓我們一起穿越時空隧道、回到100多年前，跟隨著科學家一同
去探索生物膜的奧秘吧！ 【展示】時空隧道的有關動畫。 觀看動畫。
讓學生宛如親歷科學家探索的歷程，切身感受到科學探究的魅力。 【介紹】1855年奈利的實驗 【過渡】直到19世紀末，歐文頓才開始對膜成分進行研究。
【展示】歐文頓實驗；介紹相似相溶原理。
【提問】利用相似相溶原理，結合歐文頓的實驗現象，能夠得出什么結論呢？ 非常好！和歐文頓的結論是一樣的！ 通過推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？ 【展示】20世紀初，科學家的實驗
觀看實驗
現象，分析討論，作出回答：膜是由脂質組成的。
有必要，僅靠推理得出的結論還應通過科學實驗進行檢驗和修正。 培養學生通過實驗觀察學會提出問題，做出假設的科學探究能力。同時體會到科學探索的嚴密性。
2．對生
物
膜分子排布的探索
【過渡】組成膜的這些分子具有什么特
點，他們又是怎樣形成膜的呢？我們首先來了解一下磷脂分子。
【介紹】1917年朗姆瓦的實驗結論，并對磷脂分子結構及模型進行介紹。 觀察磷脂分子的結構圖片及模型，思考其特點。
聯系化學知識，讓學生體會各個學科之間的滲透。
【過渡】如果把這樣的磷脂分子放在盛水的燒杯中，在空氣——水界面上的排布情況將是怎樣的呢？ 【展示】活動一：請根據磷脂分子的特點，建構磷脂分子在空氣——水界面上分布的模型。
請兩位同學在黑板上進行模型構建。 引導學生對模型進行評價。 以小組為單位合作完成模型構建，并對模型進行解釋。 培養學生的合作能力和動手操作能力。 【過渡】磷脂分子在細胞膜中的排布情況是怎樣的呢？我們首先來了解一下人體組織細胞生活的環境。 【展示】人體組織細胞生活的環境圖片。 請利用手中的磷脂分子合作完成活動二。
看圖思考，回答：人體組織細胞的內外都是水環境。
結合所學內容，聯系已學知識，更易構建知識框架。
教學內容 教師活動
學生活動 設計意圖
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3
一、 對 生 物 膜 結 構 的 探 索 歷 程
2．對生物膜分子排布的探索
【展示】活動二：請根據人體組織細胞生活的環境，嘗試構建磷脂分子在細胞膜中的分布模型。
請兩組學生代表在黑板上進行模型構建。 【交流】制作完成后，選擇與黑板上模型不同的小組到講臺上展示，并請該小組成員對不同的模型進行解釋。
【提問】根據大家構建的模型，可以得出什么結論呢？
小組合作完成模型構建。 相互評價,交流發言。
磷脂分子在細胞膜中排列為雙分子層。
充分發揮
學生的主體作用，鍛煉學生的邏輯推理能力，培養學生語言表達能力及團結協作精神。
【設疑】應如何設計實驗來證明我們的假設，選什么細胞作為實驗材料呢？ 【展示】1925年荷蘭科學家的實驗
小組討論，設計實驗方案并向全班匯報。 培養學生動手設計實驗的能力，活躍課
堂氛圍。
【過渡】除了脂質，蛋白質也是細胞膜的重要成分，蛋白質位于脂雙層中的什么位置呢？
對蛋白質模型進行介紹。
下面請大家將蛋白質模型添加到剛才已做好的脂雙層中。
【展示】活動三：展開想像，嘗試構建蛋白質分子在磷脂雙分子層中的排布模型。 請兩位同學在黑板上進行模型構建。 請不同意見的小組派代表對黑板 上的模型進行補充。
組內討論合作，組間交流，各抒己見。 鼓勵發表不同的見解，激發學生努力解
決問題的能力。
【過渡】這些分布情況是否都存在呢？下面我們一起來看看科學家的探究過程吧！20世紀40年代，曾有學者推測脂質兩邊各覆蓋著蛋白質。直到50年代，電子顯
微鏡誕生，科學家用它來觀察細胞膜。 【展示】1959年羅伯特森的實驗。
【提問】結合電鏡成像原理，從羅伯特森的實驗現象中，可以得出什么結論呢？ 對羅伯特森的觀點進行闡述。
生物膜是由“蛋白質—脂質—蛋白
質”構成的三
層結構。
了解技術
進步對科學研究的推動作用。
【設疑】蛋白質在生物膜中到底是怎樣分布的呢？一種新的電子顯微技術——冰凍蝕刻電子顯微法解決了這一難題。 【展示】冰凍蝕刻電子顯微鏡下的細胞膜示意圖。
請結合該實驗現象對剛才所構建的模型進行修正。
觀看圖片，小組討論交流，對模型進行完善。 隨著技術的進步，假說不斷被修正和完善，領悟模型構建的一般方法。
【提問】蛋白質在生物膜中的分布有哪幾種情況呢？
證明大家剛才所推測的蛋白質的分布情況都是真實存在的，從而對羅伯特森的假說進行了修正。
請對自己所構建的模型進行再次修正。
有三種形式：鑲、嵌和貫穿。 利用圖解，
引導學生通過
觀察、討論，歸納獲得知識。
教學內容 教師活動
學生活動 設計意圖
第4頁，共5頁
4
一、 對
生
物
膜
結
構
的
探
索 歷 程 2．
對生物膜分
子
排
布
的
探索 【質疑】羅伯特森的假說還有什么不足？
他認為膜是靜止不動的，你認同這一觀點嗎？請舉例說明。
非常棒！
【展示】變形蟲運動的動態圖畫 不認同，如變形蟲的運動，白細胞吞噬病菌，受精作用，等都說明膜不是靜止的。 通過質疑、討論，引導學生從結構和功能等方面進一步發現探究線索。 【過渡】隨著新技術不斷運用于生物膜的研究，人們可以直觀觀察到膜中組分的 運動情況。
【展示】1970年的人鼠細胞融合實驗 【提問】從實驗現象可得出什么結論呢？
相關的其他實驗證據表明細胞膜中的磷脂分子也是可以運動的。從而進一步可以得出什么結論？ 細胞膜上的蛋白質是可以運動的。
細胞膜具有流動性
由此體會到科學學說不是一成不變的，需要不斷完善。
二、流動鑲嵌模型的基本內容
【過渡】1972年桑格和尼克森在繼承創新中提出了新的模型。
【展示】桑格和尼克森的圖片、流動鑲嵌模型的動畫及示意圖。
將我們自己所做的模型與生物膜的結構模型進行比較，找出不同之處。
請在模型上加上多糖。
引導學生對模型進行評價。
請看課本第68頁的有關內容完成學案上的相應練習。
觀看圖片、
動畫，結合課本思考問題，并討論。
小組合作，對模型進行完善，并展示。
看書完成學案上的相關內容。
將抽象的知識形象化，使學生更容易理解流動鑲嵌模型的有關內容。
通過模型展示評比，學生體驗成功的樂趣，促進學習方式的轉變。
課堂 小結
【小結】結合板書及黑板模型總結生物膜結構的探究歷程： 組成成分 分子排布 結構特點 培養學生
歸納總結能力。
【提問】我們歷經艱辛探討得來的的流動鑲嵌模型是否已經完美無缺？ 介紹生物膜的其他結構模型及與生物膜研究有關的諾貝爾獎獲獎情況。
很有激情，非常棒！
下面請大家完成課本第69頁練習題的第3題和第4題。
積極思考，交流發言。 一起朗讀：“生物膜的流
動鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對自然界
的認識永無止境„„” 學生體會到科學研究是
不斷發展、修正的過程。了解生
命研究前沿的工作，激發學生
興趣，
培養相關情感。 課外 制作
【過渡】今天我們構建的是生物膜的平面
模型，我這里有一個我們生物興趣小組同學制作的細胞膜立體模型。
【展示】1.制作細胞膜模型有沒有更好的設計方法和更合適的實驗材料？請你課后嘗試一下。
觀看模型，積極思考，尋找解決問題的方案和途徑。
小組討論并發言。
培養學生的創新精神和動手能力。
九、板書設計
第5頁，共5頁 5
第2節 生物膜的流動鑲嵌模型
一、對生物膜結構的探索歷程 二、流動鑲嵌模型的基本內容
組成成分：脂質、蛋白質、糖類
基本支架：磷脂雙分子層
分子排布
蛋白質的分布：鑲、嵌、貫穿
結構特性：具有一定的流動性
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
