生物膜的流動鑲嵌模型”的教學(xué)設(shè)計

1、1“生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型”的教學(xué)設(shè)計的教學(xué)設(shè)計一教學(xué)設(shè)計思路一教學(xué)設(shè)計思路生物新課程理念強(qiáng)調(diào)“改變課程實施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)，死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手。培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力，獲取新知識的能力，分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力?！鄙锬そY(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)歷程比較長，這方面的資料也比較多。教材僅選取了部分主要內(nèi)容，基本按照時間進(jìn)程排列，未加小標(biāo)題。要想讓學(xué)生自己理清脈絡(luò)并體

2、驗結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建方法還是有一定難度的。本案例以新課程理念為基準(zhǔn)，設(shè)計問題串，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與，探究生物膜結(jié)構(gòu)模型。問題串的設(shè)計思路：要弄清細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，首先要弄清其組成成分。那么細(xì)胞膜的組成成分是什么呢→引導(dǎo)學(xué)生探究膜的組成成分→膜的主要組成成分是磷脂和蛋白質(zhì)分子，磷脂和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的→引導(dǎo)學(xué)生探究磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式→建構(gòu)出生物膜的結(jié)構(gòu)模型二教材分析二教材分析1內(nèi)容和地位內(nèi)容和地位“生物膜的流動鑲嵌模型”是人教版《分子與

3、細(xì)胞》模塊第四章第二節(jié)內(nèi)容。本章共三節(jié)，第一節(jié)主要說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜，為什么具有選擇透過性，這與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，于是進(jìn)入第二節(jié)內(nèi)容。而第二節(jié)內(nèi)容又是解釋第三節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健钡幕A(chǔ)。這三節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系是：功能——結(jié)構(gòu)——功能。由此可見，本節(jié)“生物膜的流動鑲嵌模型”在第四章中起著承上啟下的作用，它是架起第一節(jié)和第三節(jié)的一座橋梁，并體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定功能的生物學(xué)觀點?！吧锬さ牧鲃予偳赌Ｐ汀敝饕榻B了對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，目的是讓

4、學(xué)生在認(rèn)識生物膜結(jié)構(gòu)的同時，了解人類探究生物膜結(jié)構(gòu)的過程和方法，認(rèn)識到可以通過對現(xiàn)象的推理分析提出假說，假說仍然需要觀察和實驗來驗證。隨著技術(shù)手段的改進(jìn)不斷發(fā)現(xiàn)新的證據(jù)，原有的觀點或理論還會不斷得到修正和完善，并歸納總結(jié)出生物膜模型建構(gòu)的基本方法。2教學(xué)重點教學(xué)重點①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3教學(xué)難點教學(xué)難點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)的觀點三教學(xué)目標(biāo)三教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：知識目標(biāo)：課

5、程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“簡述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”。這項要求包括三層含義：一是簡述生物膜研究的歷程；二是理解實驗技術(shù)的進(jìn)步在建立生物膜模型過程中的作用；三是描述生物膜流動鑲嵌模型的結(jié)構(gòu)特點。因此本節(jié)在知識方面的教學(xué)目標(biāo)可定為“簡述生物膜的結(jié)構(gòu)”。能力目標(biāo)：能力目標(biāo)：本節(jié)內(nèi)容以生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程為主線，教師提供科學(xué)背景，學(xué)生設(shè)計實驗，從中體驗科學(xué)的實驗思想和實驗方法。因此本節(jié)在能力方面的教學(xué)目標(biāo)可定為“嘗試設(shè)計可行的實

6、驗方案”。情感態(tài)度與價值觀：情感態(tài)度與價值觀：本節(jié)教材介紹了人類探究生物膜結(jié)構(gòu)的過程和方法，可以加深學(xué)生對科學(xué)的歷史和本質(zhì)的認(rèn)識，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一，技術(shù)手段3題和設(shè)計實驗時，要充分注意當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)條件，老師會在課件中以“背景”的形式向大家呈現(xiàn)當(dāng)時相關(guān)科學(xué)技術(shù)條件的信息。【背景1】19世紀(jì)化學(xué)上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“相似者相溶”的原理。閱讀科學(xué)史料：1895年，E.Overton選用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)

7、行上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)：凡是可溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜。[教師]請大家在討論時務(wù)必要注意，歐文頓的這個實驗現(xiàn)象實際上不止一層含意。[討論結(jié)果]細(xì)胞膜可能含有脂質(zhì)成分和非脂質(zhì)成分，并且脂質(zhì)成分排列在膜上的面積比非脂質(zhì)成分還要多?！颈尘?】①20世紀(jì)初，人們已經(jīng)掌握了提取、分離和鑒定相關(guān)分子的技術(shù)，如從人的消化液中提取出、分離并鑒定各種消化酶(如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷脂酶、肽酶、二糖酶等)。[教師]細(xì)胞膜上的脂質(zhì)

8、成分、非脂質(zhì)成分又能是什么呢？請大家設(shè)計一個簡單的實驗來加以探討。[討論結(jié)果]將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，分別投入只含有一種消化酶的各種溶液中，觀察細(xì)胞膜會否被破壞甚至溶解。再根據(jù)酶的專一性來加以推導(dǎo)。[教師]設(shè)計非常合理。當(dāng)時科學(xué)家實驗發(fā)現(xiàn)，磷脂酶能讓細(xì)胞膜溶解，蛋白酶能讓細(xì)胞膜破裂?？梢灶A(yù)見，細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成的。[師問]下一步我們應(yīng)該做些什么工作？[討論結(jié)果]對細(xì)胞膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定。[教師]當(dāng)時科

9、學(xué)家確實對細(xì)胞膜的成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)分子。（設(shè)計意圖：（設(shè)計意圖：閱讀史料閱讀史料，分析現(xiàn)象，推測結(jié)論。根據(jù)提供的科學(xué)背景設(shè)計實驗，感受了探分析現(xiàn)象，推測結(jié)論。根據(jù)提供的科學(xué)背景設(shè)計實驗，感受了探究的樂趣。）究的樂趣。）（2）探究生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型建立過程）探究生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型建立過程——磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式[師問]知道了細(xì)胞膜的成分，接下去要研究什么內(nèi)容？[學(xué)生]

10、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式【背景3】人們研究發(fā)現(xiàn)，磷脂分子具有親水的頭部和疏水的尾部(示圖)。根據(jù)磷脂分子模式圖及結(jié)構(gòu)特點，要求學(xué)生嘗試畫出水—空氣界面、水中二種情景的磷脂分子的排布方式學(xué)生畫圖。教師據(jù)圖分析[教師]假設(shè)磷脂球狀的中央有水，那么磷脂分子又該怎樣排布？[學(xué)生]磷脂雙分子層。[教師]試想，磷脂分子是應(yīng)該怎樣構(gòu)成細(xì)胞膜的？[討論結(jié)果]可能是排成雙層的磷脂分子層。要求學(xué)生畫圖展示。[教師]請大家設(shè)計一個實驗，證明細(xì)胞膜中磷脂雙

11、分子層的存在。[討論結(jié)果]將一個紅細(xì)胞膜上提取出的脂質(zhì)，放在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。[教師]同學(xué)們的設(shè)計思路，與荷蘭科學(xué)家E.Gter和F.Grendel的想法不謀而合。1925年這兩位科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。【背景4】20世紀(jì)30年代電子顯微鏡誕生。羅伯特森（J.D.Robertson），于1959年在