生物膜的流动镶嵌模型信息化教案设计.docx

《生物膜的流动镶嵌模型信息化教案设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物膜的流动镶嵌模型信息化教案设计.docx（19页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、生物膜的流动镶嵌模型信息化教案设计Teaching designing about “biomembrane fluid mosaic model” 陕西师范大学生命科学学院2007级生物科学2班 朱琳（40708101）1、 教材分析1.1地位作用本节内容是人教版必修1第4章细胞的物质输入和输出第2节的内容。是第3章“细胞的基本结构”第1节“细胞膜系统的边界”的一个延伸与拓展，并且和本章第一节“物质跨膜运输的实例”有密切联系，为第三节“物质跨膜运输的方式”的学习做了知识准备，这三节内容的内在联系是：功能（实例）结构功能（原理）。因此，本节在第四章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与

2、功能相适应的观点。1.2 主要内容本节主要包括两大部分内容：1、科学家对生物膜结构的探索历程。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。2 教学目标 高中生物课程标准对本节内容的要求是：简述细胞膜系统的结构。属于了解水平，具体指能够再认或回忆知识；识别、辨认事实或证据；举出例子；描述对象的基本特征等。依据课程标准，我制定了以下的教学目标：2.1 知识与技能通过分析科学家建立生物膜模型的过程，描述科学发现的一般规律。举例说出生物膜具有流动性特点。简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。2.2过程与方法通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试做出假设。发挥空间想象力，通过制作生物膜的模型，构建细胞膜的空间立

3、体结构。2.3 情感态度与价值观生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，形成生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。确立科学的价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证。认同实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。3 教学重点和难点3.1 教学重点对生物膜结构的探索历程流动镶嵌模型的基本内容。3.2 教学难点探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。4 学习者特征分析4.1 学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了

4、基础。4.2 高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但是对问题探索的动力主要来自对相关问题的好奇与有趣水平，目的性不十分明确，所以教师的思维导向就显得十分重要。本节课利用科学史实验资料，设计学生要探究的问题，让学生在问题引导下进行基于资料和问题的课堂探究活动，问题的设计层层深入，按照学生的思维水平和能力达到一定深度，使学生顺利由感性认识向理性认识过渡。5 教学媒体的选择与运用知识点学习水平媒体类型媒体内容要点资料来源媒体在教学中的作用媒体使用方式知识理解应用品评1视频生物膜的组成及结构网站收集D呈现过程，解释原理A设疑播放讲评2网络课件生物膜结构的探

5、索历程从图片库中收集和自己开发A 展示实验事实B 创设情境启发思考D边播放，边讲解3网络课件生物膜流动镶嵌模型的基本内容自己开发E设疑思辨，解决问题B讲解播放概况注：1.媒体在教学中的作用分为：A.展示事实;B.创设情景；C.提供示范；D.呈现过程，解释原理；E.设疑思辨，解决问题；F.其他。2.媒体使用方式包括：A.设疑播放概况；讲解播放概况；讲解播放举例；边播放，边讲解；复习巩固；其他板书设计 4-2 生物膜的流动镶嵌模型一、生物膜结构的探索过程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由脂质组成的。20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由磷脂和蛋白质组成。1925年，荷兰科学家得出：脂质

6、分子是双层分布的；1959年，罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由蛋白质-磷脂-蛋白质 三层结构组成；1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性；1972年桑格和尼克森提出1972年，桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌 模型。二、细胞膜的结构与特性 教学方法探究法 在高中生物课程标准中对教学师生过程提出了“组织好探究性学习”的建议。该建议指出，科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，在科学教育中有重要的意义。教学不仅要使学生获取一定的知识，还要使学习习得获取知识的方法，提高解决问题的能力。在教学中，教师应该让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究

7、的方法。教师在组织探究活动时应注意以下几个方面：1、探究活动要有明确的教学目标。2、要有值得探究的问题或研究任务。3、除了教科书中的案例外，教师可以用多种方式创设问题情境，鼓励学生提出自己感兴趣的问题，并选择其中最有探究价值的问题作为小组或全班共同讨论和探究的课题。4、要有民主的师生关系和求真求实的氛围。5、探究性学习是重要的学习方式，但不应成为唯一的方式，如演示、讲授、小组讨论、项目设计等。6、在探究的过程中，使用了各种教学手段，如多媒体展示科学家实验材料。6.1 教学模式：提供资料提出问题（要求）做出假设（构建模型）提供实验验证得出结论6.2 教学流程：通过简单的玉米胚染色实验复习旧知识使

8、同学们了解细胞膜结构的重要性激发同学们对细胞膜结构的探索欲望 给出现象推理分析得出结论。欧文顿的细胞膜物质通透性实验实验结果想象与推理分析结论荷兰科学家Gorter和Grendel的红细胞膜实验利用已有知识进行分析推理知识的升华。讨论：细胞膜的双层磷脂分子怎样排列？“罗伯森电镜实验”、单位膜模型的提出，讨论、推理与评价实验的推理与模型的评价，彰显批判性思维能力的培养。启发大家思考单位膜模型的不足之处，并举出例子证明观点。有利于学生批判性思维能力的提高，介绍1970年Larry Frye等人的经典实验思考推理得出细胞膜的流动性。通过层层探索，自然而然的得出结果。介绍桑格和尼克森在1970年提出的

9、流动镶嵌模型 使学生建构的知识整体化、系统化。总结流动镶嵌模型的基本内容通过回答问题对流动镶嵌模型进行评价感悟科学结论的发展性、可修正性6.3设计思路： 1、调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望；学生在第2章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。关于这个问题，学生已有的知识是：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；细胞膜能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉学生，细胞能够在一定范围内涨大和缩

10、小，说明细胞膜具有一定的弹性。 2、普通高中生物课程标准明确指出要注重生物科学史的学习，本节课蕴含有丰富的科学史教育素材。科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。 3、细胞膜的流动镶嵌模型这个难点的讲解可通过多媒体课件来突破，有顺序和层次地介绍。通过幻灯片放映各个科学家研究的图片、动画，提高课堂教学效率，使直观性增强，学生更易于接受。增强了这些内容的立体感、丰富了教学内容、使学生在乐趣中学、在轻松中学。 4 、生物膜结构模型的构建是本节要突破的一个难点问题。本节课中，

11、我会在课后让学生根据科学家的实验现象自己来构建磷脂分子的排列方式、蛋白质与磷脂的组合方式，这样让学生不但形象、直观的了解了模型构建的过程、也让他们置身其中、探索奥妙并体验了成功的喜悦。6.4 教具准备1、生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件、视频； 2、制作生物膜模型的废旧物品（包裹中药丸的球形蜡壳、电线、解剖针、泡沫塑料等）； 3、煮熟的玉米和未煮过的生玉米、红墨水、小刀。6.5 课时安排本节安排一个课时（45分钟） 科学家对生物膜结构的探索历程（20分钟）生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容（10分钟）对科学探究过程的分析，如何体现生物膜结构与功能相统一（10分钟） 生物膜的流动性特点（5分钟

12、）7 教学过程7.1教学结构流程设计 开始 做课前布置实验交流讨论老师的问题播放生物膜视频 导入新课展示实验过程提出问题学生思考并回答问题学生交流教师启发学生观看动画教师总结练习检测讲评结束说明： 开始与结束 学生使用媒体的活动 教师的活动 学生的活动 7.2具体教学过程7.2.1创设情境，导入新课教师： 请同学们展示课前布置的实验 学生： 课前将煮熟的玉米和未煮过的生玉米放入红墨水中，将玉米粒切开，发现煮熟的玉米胚被染成红色，而生玉米的胚未被染成红色。教师： 提出问题：这是为什么？总结： 学生通过观察、思考联想得出细胞膜的结构被破坏了。教师： 从制作真核细胞三维结构模型的活动入手，提出问题：

13、根据结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料（塑料袋、气球、普通布、弹力布）做细胞膜，更适于体现细胞膜的功能 ? 让学生讨论，引发学生探究细胞膜结构的好奇心，引出课题。 学生：回忆在第三章第一节系统的边界细胞膜中学到的有关细胞膜功能的知识，思考得出：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；细胞膜是选择透过性膜，能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们，细胞能够在一定范围内胀大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。教师：那么根据这些功能，上述哪种材料更适合用做细胞膜的材料呢？学生： 塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物

14、质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。教师： 大家进行选择的依据是利用了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学思想呢？学生： 生物体结构和功能相适应的思想。教师： 实际上，弹力布也并不能完全代替生物膜。要找到更好的材料，我们还需要对细胞膜的结构有更深的认识。7.2.2 探究式教学对生物膜结构的探索历程教师：显然弹力布不具有生物膜的选择透过功能，那么生物膜含有哪些物质？究竟具有怎样的结构？科学家也是带着这些问题，对生物膜进行了100多年的探索。今天就让我们沿着科学家的足迹，体验整个探索历程。教师：展示资料一：时间：1895年人物：欧文顿实验：用500多种化学物质对植物

15、细胞膜的通透性进行了上万次研究。结果：凡是易溶于脂质的物质也容易穿过膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。问题：细胞膜含有什么成分呢？非脂溶性物质脂溶性物质学生： 阅读分析资料，讨论细胞膜的组成成分，思考教师提出的问题。得出结论：根据化学上的相似相溶原理，得出细胞膜中含有脂质。教师总结：由于学生对磷脂分子并不十分清楚，这个问题应该用讲授法进行教学。通过多媒体课件展示磷脂分子的结构图，讲解磷脂分子的结构与特性：一个磷脂分子由头部和尾部组成，头部由一分子胆碱、一分子磷酸和一分子甘油组成，尾部由两个脂肪酸分子构成。头部由极性分子组成，所以是亲水的，尾部是非极性分子，所以是疏水的。 教师：展示资料二

16、：时间：20世纪初实验：将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。问题：细胞膜还含有什么成分呢？学生： 结合之前学过的知识，能被蛋白酶分解的物质中一定含有蛋白质，思考得出生物膜中还含有蛋白质。教师： 过渡：细胞膜上的磷脂是如何排列的呢? 继续探究 提供资料三： 时间：1925年 人物：两位荷兰科学家 实验：用丙酮提取人红细胞的细胞膜的脂质成分，在空气水界面上铺展成单分子层。 结果：测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的两倍。 教师： 进而提出问题：这说明细胞膜上的磷脂是如何排列的呢?请大家在自己的纸上画一画。并且请三位学生到黑板上去画，以便于检

17、查和评价学生的结果。 学生：阅读、思考、讨论、绘图并展示，学生可能画出以下几种排列方式。教师：提出问题：根据你们已有的知识推理，磷脂双分子层最可能是其中的哪种排布方式呢？说说你的理由。给学生留出充分的讨论探究的时间，然后小组代表回答，其余小组补充、评价、修正，最后教师总结并对学生的探究结果给予肯定。继续提问：磷脂分子在水体内，呈球状，又是怎样排布的呢？请学生说明绘图的理由并公布正确结果。 学生： 小组讨论、比较、选择。连续两层排列教师：过渡：那么膜上的蛋白质又是如何排列的呢？继续探究展示材料四：时间：1959年人物：罗伯特森实验：用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示出暗明暗三层结构。提出

18、假说：生物膜是由“蛋白质脂 质蛋白质”构成的“三明治”模型。连续的脂质双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，通过静电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质磷脂蛋白质的三层结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。教师： 根据以前所学知识，你能找出单位膜模型还有什么不足之处吗？说一说你的理由。学生： 变形虫的变形运动、植物细胞的质壁分离、动物细胞吸水膨胀和失水皱缩、白细胞的吞噬作用等。教师： 通过多媒体展示变形虫的运动和植物细胞的质壁分离，指出细胞膜是具有流动性的。教师： 如何用实验证明生物膜不是静态结构？展示资料五： 时

19、间：1970年 人物：费雷等 实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，37条件下培养40分钟，发现两种荧光抗体均匀分布。1条件下培养40分钟，发现细胞的两极颜色未改变，只是在融合的部位有部分颜色混合。 提出问题：该实验结果说明了什么问题？学生：通过思考很容易得出结论：细胞膜不是静止的。而是具有一定的流动性，并且流动性的强弱和温度有关。教师： 展示资料六 时间：1972年 人物：桑格和尼克森 提出：流动镶嵌模型 模型的要点：细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，蛋白质镶嵌排列于双分子层上，膜具有一定的流动性。6.3总结生物膜流动

20、镶嵌模型的基本内容教师： 和同学们一起总结流动镶嵌模型的基本内容，展示“流动镶嵌模型”的动画，丰富学生的感性认识。1、磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧；2、 蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。3、 在细胞膜的外侧，有糖蛋白构成的糖被；4、磷脂分子和大多数的蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性。7.4 教学总结流动镶嵌模型的基本内容组成成分：磷脂、蛋白质、糖类基本支架：磷脂双分子层蛋白质分布：覆盖、镶嵌、贯穿结构特点：具有一定的流动性功能特点：选择透过性 8 课后作业8.1评

21、价反馈（1）变形虫的任何部位能伸出伪足，人体的某些白细胞能吞噬病菌，这些生理活动的完成说明细胞膜具有下列哪一特点A.选择透过性 B.一定的流动性 C.保护作用 D.细胞识别（2）1985年 Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_。（3）1925年 Corter Grendel用丙酮提取细胞膜的脂，并将它在空气水界面上展开时，发现这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_组成。（4）1970年，科学家用不同荧光染料标记的抗体，分别与鼠和人细胞膜上的一种抗原相结合，使

22、它们分别产生绿色和红色荧光。将两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈绿色，另一半呈红色，但在 37 水浴中保温40 min后，融合细胞上的两种颜色的荧光呈现均匀分布。这个实验说明_，其原因是_。参考答案：（1） B （2）脂质 （3）磷脂双分子层 （4）细胞膜具有一定的流动性 构成细胞膜的蛋白质分子（抗原）是可以运动的8.2 动手实践利用废旧物制作生物膜模型,比如包裹中药丸的球形蜡壳、电线、解剖针、泡沫塑料等；同学之间相互交流，教师主动指导，并且展示优秀模型，进一步理解强化生物流动镶嵌模型的基本内容。8.3 课堂测试学生自我评定表学生姓名：_ 班级：_单元名称Unit _失分错解题号错解原因仍存疑点对策9 教学反思9.1 尽量为学生创造探究活动的机会，激发学习兴趣。9.2 改变了原有单一、被动的学习方式，建立和形成发挥学生主体性的多元化的学习方式，促进学生在教师的指导下主动的富有个性的学习，是新课程改革的核心任务。9.3 本节内容的重点是通过对生物膜结构的探索得出流动镶嵌模型的基本内容，在教学中我是以层层设问的方式，水到渠成地引出这一内容，学生容易理解也不会觉得突然。9.4 保护学生的自尊心，培育学生创造的激情。19