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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》四川省 - 樂山
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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》四川省 - 樂山
生物膜的流動鑲嵌模型教學設計
課例
類型
生物學科新授課 學段 高一年級 教
學
/
活
動
目
標
（一） 知識目標
1．了解生物膜流動鑲嵌模型的探索過程 2．舉例說明生物膜具有的流動性特點 （二） 能力目標 1．分析科學家建立生物膜結構模型過程，嘗試提出問題，大膽作出假設 2．發揮空間想象能力，構建細胞膜的空間立體結構 （三）情感、態度與價值觀目標 1．使學生進一步理解體會生物結構與功能相適應的生物學辨證觀點 2．培養學生熱愛科學、勇于探究、實事求是的科學精神和嚴謹的態度 3.學習猜想與假設、觀察與收集、分析與論證、總結與評估的科學方法
4．認識到技術的發展在科學研究中的作用，尊重科學且用發展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀 學習者分析
高中一年級的學生已經具備了一定的觀察、想象和抽象思維能力，但還很不完善，而本節生物膜模型的建構過程較復雜且微觀抽象，學生學習起來有一定難度。同時，他們已經學習了組成細胞的分子、細胞的基本結構，尤其是細胞膜作為最基本生命系統的邊界、細胞膜具有選擇透過性和一定的彈性等相關知識，并且對探索新知識有著濃厚的興趣，為本節課的學習奠定了良好的基礎。
教學/活動過程
教學過程 教師組織與引導 學生活動
目標達成 （一）引入 ①提供以下材料：塑料袋、普通
布和彈力布，選一種在制做真核細胞三維結構模型中做為細胞膜，根據結構與功能相適應的觀點分析那一種更能體現細胞膜的功能。②組織學生回憶細胞膜的相關知識，強調指出細胞膜的功能特點：選擇透過性。 選彈力布的原因：①能將細胞與外界分隔開②能在一定程度上控制物質的進出③有一定彈性
彈力布只能根據孔徑大小控制物質進出，而細胞膜對物質進出是有選擇性的，兩者存在差距。
調動學生的已有的知識經驗，引發學生探究細胞膜結構的好奇心。 讓學生認識到建立細胞膜的結構模型必須從結構與功能相適應的觀點出發來思考。 （二）教師與學生一起來體驗科學家探索生物膜結構的歷程.
1、歐文頓實驗,脂溶性物質易通過，得出膜由脂質組成。
2、膜化學分析，得出膜的主要成分是脂質和蛋白質。
3、提起脂質，做鋪展實驗，得出膜必然為脂雙層排列。
膜結構到底是怎樣的呢？
物質或物體的結構實際上是指其組成成分之間的組合形式。以細胞結構和氨基酸分子結構說明。所以，要弄清結構，首先要弄清其組成成分，那么細胞膜的組成成分是什么呢？
回到19世紀重溫科學發現之旅
教師課件展示動畫
早期對生物膜結構的探究是誰？做了什么實驗？發現什么現象？得出什么結論？ 幻燈片投影小結
像歐文頓用的這種根據實驗現象及相關化學知識“相似相溶”原理，得出結論的方法就是科學家在探究時常用的方法之一稱為“什么方法？”
假說需要通過觀察和實驗進一步驗證和完善。那科學家是如何來驗證歐文頓的假說？ 投影磷脂分子的結構
理論需要實驗證明（假說需要驗證）
1925年荷蘭兩位科學家做了什么實驗？觀察到什么現象？得出什么結論？
引導總結脂質以“磷脂雙分子層”排列。
閱讀教材，思考
歸納小結歐文頓的實驗
學生回答提出假說
以小組為單位討論磷脂分子在下列情況中的排列方式（從磷脂結構分析） 1.平鋪于水面上（空氣—水界面） 2.磷脂分子置于水中
3.細胞膜上（細胞內外環境）
討論后分別說出答案（1、2作圖；3制作平面模型）
學生思考、作答
學生記憶
教材P66思考與討論1、2題
提出問題，引起思考，激發思維探究的欲望，引起學生學習的興趣。
培養學生主動獲取知識的能力、歸納能力及與人交流信息的能力。
對科學過程和方法的理解進一步加深。
領悟科學研究的方法“假說”是怎樣提出來的。 培養學生問題意識，學生發散性思維。
提出問題，引起思考，激發思維探究的欲望，引起學生學習的興趣。 掌握知識要點。 對科學過程和方法的理解。
4、電鏡下觀察，提出三層靜態統一結構模型
5、新技術手段發現膜蛋白有些平鋪，有些鑲嵌。
5、人鼠細胞融合實驗，得出細胞膜具有流動性
蛋白質是怎樣與之相結合的呢？
1959年，羅伯特森在電鏡下觀察細胞膜，他看到了什么？ 然后大膽地提出磷脂雙分子層與蛋白質是怎樣結合的？
該靜態模型是否有缺陷?
1970年，科學家應用什么技術做了人細胞和小鼠細胞的融合實驗？觀察到什么現象？得出什么結論？
在新的觀察和實驗證據的基礎上，又有學者提出了一些關于生物膜的分子結構模型，其中1972年誰提出的流動鑲嵌模型為大家所接受？
閱讀66、67頁，思考與討論以下問題： 暗—亮—暗三層結構 蛋白質—脂質—蛋白質 特點：靜態的
并描述為“三明治靜態結構模型”
學生小組討論繼續完善細胞膜平面模型。
學生回憶一些相關的細胞生命活動，如人的紅細胞的膨脹與皺縮，變形蟲的變形運動。認識到該模型不能解釋很多現象。
學生思考討論，得出結論：組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子是可以運動的。
細胞膜具有流動性。
利用多媒體增加教學的直觀性，促進學生對知識的理解。
讓學生抓住事物特點，增強動手能力從而加深對事物的而理解。 結合已學知識，激發進一步探究的興趣并明確探究方向。
了解技術手段的進步對科學研究發展的推動作用；探究過程中體現結構與功能相適應等觀點 （三）認識流動鑲嵌模型
幻燈投影生物膜的流動鑲嵌模型動態的部分示意圖。
小組繼續完善細胞膜的平面模型。
學生通過歸納、總結，主動獲得結構模型的基本內容。
（四）組織
學生歸納總結探索細胞膜模型的主要歷程，模型建構的基本方法。 引導
流動鑲嵌模型是否完美無缺？
總結：實驗、推理和想象
提出假說 實驗驗證
提出假說 實驗驗證 „„ 建構模型 „„ 修正模型
領悟模型建構的方法
（五）感悟 教材P67思考與討論1、2
思考討論1.在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步起到怎樣的作用？2.在建立生物膜模型的過程中，結構與功能相適應的觀點是如何得到體現的？
除此以外，還受到哪些啟示？
學生充分認識到實驗技術的進步在科學研究中的重要作用，深刻體會到科學研究的艱辛歷程，加深了對結構和功能與功能相適應這一
觀點的理解。
（六）反饋練習
思考回答
鞏固提高
（七）課堂小結
1.對生物膜結構的探索歷程
時間 科學家 科學實驗
假說
19世紀末
歐文頓 用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發現脂質更容易通過細胞膜
膜是由脂質組成的 20世紀初 從哺乳動物紅細胞中分離細胞膜
1925年
兩位荷蘭科學家 從細胞膜中提取脂質，鋪成單層分子，面積是細胞膜的2倍
細胞膜中脂質為連續的兩層
1959年
羅伯特森
在電鏡下看到細胞膜由“蛋白質—脂質—蛋白質”的三層結構構成
生物膜為三層靜態統一結構
1970年
弗雷和 埃迪登 分別用綠色和紅色熒光染料標記兩種細胞的蛋白質，并將兩細胞融合，發現熒光均勻
細胞膜具有流動性
1972年
桑格和 尼克森
在新的觀察和實驗證據基礎上
提出流動鑲嵌模型
2．模型建構：
實驗、推理和想象 提出假說 實驗驗證 提出假說 實驗驗證 „„建構模型 „„ 修正模型 „„
（八）布置課后作業
1.查閱資料，搜集生物膜模型的各種學說，并作比較 2.自己選擇材料制作生物膜流動鑲嵌模型的立體模型
教學/活動反思
這節課主要以學生活動為中心，教師適時引導和組織，共同重走科學家經歷探究之路。本節課有資料分析，小組討論學習的活動，也有通過多媒體課件、學生畫圖、模型制作等手段，讓學生動用多個器官參與學習過程，學生學習方式多樣，落實新課程標準倡導自主、探究、合作學習的要求，有效實現三維目標。
教師必須設置好問題串中的問題難度梯度，激發學生創造的熱情和探索新知識的激情，并且不超出學生當前的認知結構和認知水平，適時、恰當地給學生創新提供幫助，使其能享受成功喜悅，維持學生的探究興趣和創造熱情。
盡量為學生創造探究活動的機會，激發學習興趣。本節教學設計上主要突出科學史教育，經過教師精心設計，將各位科學家實驗的資料，再加工成一連串環環相扣的問題來引導學生探究，讓學生身臨其境，仿佛自己就是科學家在進行研究，從中學習模型建構方法，正確認識實驗技術手段的進步在促進科學的發展中的作用，總結科學發現的一般規律。并且以此為契機引導學生樹立參與發展祖國科技，為科技發展貢獻力量的意識。
這節課如果能提供實驗條件讓學生親手操作提取哺乳動物紅細胞細胞膜的實驗將更加完善。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
