2019-2020年高中生物 《生物膜的流動鑲嵌模型》教案11 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物 《生物膜的流動鑲嵌模型》教案11 新人教版必修1 第四章第二節(jié)“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)與以往的教材相比，不是平鋪直敘直接講述結果，而是在回顧生物膜發(fā)展歷史的同時，引導學生據(jù) 其因究其果，并歸納總結出生物膜模型建構的基本方法。筆者對“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)的教學設 計如下: 1 教材分析 本節(jié) 以 較 多的篇幅介紹了對生物膜結構的探索歷程，并安排了兩個思考與討論，讓學生在認識細胞膜結構的同時，了解這些知識的來龍去脈，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，并歸納總結出生物膜模型建構的基本方法。此外，還應重點理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型，學會運用該模型解釋相應的生理現(xiàn)象。 2 教學目標 2.1 知識方面 課程標準中與本節(jié)內容有關的具體內容標準是“簡述細胞膜系統(tǒng)的結構和功能”。這項要求包括兩層含義:一是簡述細胞的生物膜系統(tǒng)的概念和功能;二是簡述生物膜的結構。因此本節(jié)在知識方面的教學目標可定為“簡述生物膜的結構”。 2.2 能力方面 本節(jié)內容以細胞膜分子結構的探究歷程為主線，學生動腦分析實驗現(xiàn)象得出實驗結論并構建模型為重點，讓學生們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“嘗試提出問題做出假設”。 2.3 情感態(tài)度與價值觀方面 本節(jié)教材介紹了人類探究生物膜結構的過程和方法，可以加深學生對科學的歷史和本質的認識，特別是這些內容中所體現(xiàn)的結構和功能相統(tǒng)一，技術手段的進步，促進科學的發(fā)展等觀點對于學生的情感態(tài)度與價值觀領域的發(fā)展有重要價值。因此本節(jié)在情感態(tài)度與價值觀方面的教學目標可定為“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;探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點?！? 3 教學過程 3.1 從細胞膜的功能入手，引發(fā)學生探究細胞膜結構的好奇心 首先提出問題:在制作真核細胞三維結構模型的活動中，某小組同學分別用三種材料做細胞膜: 塑料袋、普通布和彈力布。根據(jù)結構與功能相適應的觀點分析，用哪種材料做細胞膜，更適于體現(xiàn)細胞膜的功能?讓學生討論，引發(fā)學生探究細胞膜結構的好奇心。 引起 學 生 的探究欲望后，如果直接將細胞膜流動鑲嵌模型的內容告訴學生，學生仍會感到枯燥無味，對這個模型也很難理解，這樣又會走上死記硬背的老路。此時可以設計一系列問題，引導學生一步步地分析科學家的實驗和結論，宛如親歷科學家探索歷程，使學生切身感受到科學的魅力，始終保持高昂的興趣，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，并且加深對科學過程和方法的理解。 3.2 從每個資料所提供的生理現(xiàn)象入手，體驗科學家對生物膜化學組成成分的探索歷程 一般說來，要研究某一物質或物體的分子結構首先要弄清其化學組成成分。此處可設疑:如果我們不知道細胞膜的化學組成成分，讓你來設計實驗探究，你最容易想到用什么方法?(多數(shù)學生會想到用化學分析的方法)。但是由于受到當時科技條件的限制，科學家們只好從研究細胞膜的生理現(xiàn)象人手來探究其化學組成成分。 資料 1 1895年E.O verton用植物細胞研究細胞膜的通透性。他選取用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn):脂溶性分子易透過細胞膜;而非脂溶性分子則難以通過。說明:細胞膜中含有脂質成分(學生分析回答)。 資料 2 20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶(能專一地分解蛋白質的物質)分解。說明:細胞膜上不但有脂質還有蛋白質存在 (學生分析回答)。同時 引 導 學生進一步思考:在此實驗中為什么要 選用紅細胞膜來進行分析?(此外需補充說明:細胞膜主要有脂質和蛋白質組成，還含有少量的糖類等物質) 3.3 以上述化學組成成分分析為基礎，構建細胞膜分子結構模型 細胞膜中的化學組成成分是怎樣有機結合構成細胞膜的呢?其中涉及到細胞膜中磷脂的排列方式和蛋白質的排列方式及模型的建構。 資料 3 1925年，兩位荷蘭科學家E.G oiter和F.G rendel作了丙酮抽提紅細胞膜脂質實驗:將抽提出的脂質在空氣一水界面上鋪成單分子層，測得其分子所占的面積相當于所用的紅細胞表面積的2倍。說明:細胞膜中的脂質必然排列為連續(xù)的兩層(學生分析回答)。 此處可以連續(xù)設疑，個個突破。例如:細胞膜中的脂質為什么會排列為連續(xù)的兩層呢?這與構成細胞膜的脂質— 磷脂分子的結構密切相關。磷脂分子的結構特點:磷脂分子是由磷酸、甘油、脂肪酸組成，其磷酸“頭部”是親水性的，其脂肪酸“尾部”是疏水性的。該結構決定了細胞膜中磷脂分子的排列方式。那么，細胞膜中的磷脂分子會排列為怎樣連續(xù)的兩層呢?是“頭”相對“尾”朝外?“尾”相對“頭朝外”?還是“頭”“尾”相接?學生討論得出只有“尾”相對“頭”朝外，才符合細胞內外均為有水環(huán)境的事實。由此我們推斷出細胞膜中磷脂分子的排列方式。 資料 4 展示20世紀50年代電子顯微鏡誕生后拍攝的細胞膜結構的電鏡照片。讓學生根據(jù)電鏡照片修正和完善自己提出的假說。然后指出:1959年，J.D .R obertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細胞膜暗一亮一暗的三層結構，提出單位膜結構模型。展示單位膜結構模型的主要內容，并引導學生分析該模型的局限性。此后指出，隨著科學技術的進步，人們從新的實驗現(xiàn)象人手對細胞膜的分子結構作出了新的判斷。 資料5 展示20世紀60年代電鏡冰凍蝕刻細胞膜示意圖。說明:蛋白質分子可以嵌人磷脂雙分子層中，且蛋白質的分布是不均勻的(學生回答)。 資料6展示1970年LD .Fry e和H.Ed idin的人— 鼠細胞融合實驗。說明:細胞膜上的蛋白質分子能夠運動(學生分析回答)。 資料7 動物細胞吸水膨脹時，磷脂雙分子層的厚度變小。說明:磷脂分子也可以運動(學生分析回答)。 此時可以進一步追問:構成細胞膜的磷脂和蛋白質都是可以運動的，由此我們可以推出細胞的結構特點是什么?此處可動畫模擬磷脂運動，模擬蛋白質運動，模擬細胞膜流動。 根據(jù)上述研究成果，組織學生再次修正和完善自已提出的假說。然后指出:1972年S.J. Si nger和G.N icolson提出流動鑲嵌結構模型。展示流動鑲嵌結構模型的主要內容。此處組織學生討論:生物膜的流動鑲嵌模型是否完美無缺? 最終，組織學生歸納總結模型建構的基本方法。