生物膜的流動鑲嵌模型”的教學設計

1、1“生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型”的教學設計的教學設計一教學設計思路一教學設計思路生物新課程理念強調(diào)“改變課程實施過于強調(diào)接受學習，死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手。培養(yǎng)學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。”生物膜結(jié)構模型的建構歷程比較長，這方面的資料也比較多。教材僅選取了部分主要內(nèi)容，基本按照時間進程排列，未加小標題。要想讓學生自己理清脈絡并體

2、驗結(jié)構模型的構建方法還是有一定難度的。本案例以新課程理念為基準，設計問題串，倡導學生主動參與，探究生物膜結(jié)構模型。問題串的設計思路：要弄清細胞膜的結(jié)構，首先要弄清其組成成分。那么細胞膜的組成成分是什么呢→引導學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→引導學生探究磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組合方式→建構出生物膜的結(jié)構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)構有關，于是進入第二節(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。這三節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系是：功能——結(jié)構——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)構決定功能的生物學觀點。“生物膜的流動鑲嵌模型”主要介紹了對生物膜結(jié)構的探索歷程，目的是讓

4、學生在認識生物膜結(jié)構的同時，了解人類探究生物膜結(jié)構的過程和方法，認識到可以通過對現(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。隨著技術手段的改進不斷發(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)出生物膜模型建構的基本方法。2教學重點教學重點①對生物膜結(jié)構的探索歷程②生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內(nèi)容3教學難點教學難點探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構與功能相適應的觀點三教學目標三教學目標知識目標：知識目標：課

5、程標準中與本節(jié)內(nèi)容有關的具體內(nèi)容標準是“簡述細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構和功能”。這項要求包括三層含義：一是簡述生物膜研究的歷程；二是理解實驗技術的進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)構特點。因此本節(jié)在知識方面的教學目標可定為“簡述生物膜的結(jié)構”。能力目標：能力目標：本節(jié)內(nèi)容以生物膜結(jié)構的探究歷程為主線，教師提供科學背景，學生設計實驗，從中體驗科學的實驗思想和實驗方法。因此本節(jié)在能力方面的教學目標可定為“嘗試設計可行的實

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)構的過程和方法，可以加深學生對科學的歷史和本質(zhì)的認識，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的結(jié)構和功能相統(tǒng)一，技術手段3題和設計實驗時，要充分注意當時的科學技術條件，老師會在課件中以“背景”的形式向大家呈現(xiàn)當時相關科學技術條件的信息。【背景1】19世紀化學上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“相似者相溶”的原理。閱讀科學史料：1895年，E.Overton選用500多種化學物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進

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)更容易穿過細胞膜。[教師]請大家在討論時務必要注意，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世紀初，人們已經(jīng)掌握了提取、分離和鑒定相關分子的技術，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？請大家設計一個簡單的實驗來加以探討。[討論結(jié)果]將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，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。[教師]設計非常合理。當時科學家實驗發(fā)現(xiàn)，磷脂酶能讓細胞膜溶解，蛋白酶能讓細胞膜破裂?？梢灶A見，細胞膜主要是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構成的。[師問]下一步我們應該做些什么工作？[討論結(jié)果]對細胞膜的成分進行提取、分離和鑒定。[教師]當時科

9、學家確實對細胞膜的成分進行了分析，發(fā)現(xiàn)細胞膜主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)分子。（設計意圖：（設計意圖：閱讀史料閱讀史料，分析現(xiàn)象，推測結(jié)論。根據(jù)提供的科學背景設計實驗，感受了探分析現(xiàn)象，推測結(jié)論。根據(jù)提供的科學背景設計實驗，感受了探究的樂趣。）究的樂趣。）（2）探究生物膜的分子結(jié)構模型建立過程）探究生物膜的分子結(jié)構模型建立過程——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]知道了細胞膜的成分，接下去要研究什么內(nèi)容？[學生]

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)構特點，要求學生嘗試畫出水—空氣界面、水中二種情景的磷脂分子的排布方式學生畫圖。教師據(jù)圖分析[教師]假設磷脂球狀的中央有水，那么磷脂分子又該怎樣排布？[學生]磷脂雙分子層。[教師]試想，磷脂分子是應該怎樣構成細胞膜的？[討論結(jié)果]可能是排成雙層的磷脂分子層。要求學生畫圖展示。[教師]請大家設計一個實驗，證明細胞膜中磷脂雙

11、分子層的存在。[討論結(jié)果]將一個紅細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胞表面積的2倍。[教師]同學們的設計思路，與荷蘭科學家E.Gter和F.Grendel的想法不謀而合。1925年這兩位科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(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胞表面積的2倍?！颈尘?】20世紀30年代電子顯微鏡誕生。羅伯特森（J.D.Robertson），于1959年在