高中生物必修一第四章第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型教學設計與反思

教學設計與反思課題：必修一 第四章 第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 科目： 生物教學對象： 高一學生課時： 1課時提供者： 單位： 一、教學內容分析“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)是人教版必修1分子與細胞第四章細胞的物質輸入和輸出的第二節(jié)，與第一節(jié)“物質跨膜運輸?shù)膶嵗彼从车纳锬ξ镔|的進出控制具有選擇性等知識有一定的聯(lián)系，并對第三節(jié)學習“物質跨膜運輸?shù)姆绞健弊髁酥R準備。所以，這節(jié)的內容安排很巧妙，對整個章節(jié)的知識起到了承上啟下的作用。本節(jié)主要包括了兩大部分內容：科學家對細胞膜結構的探索歷程。這是一個很好的科學史教育素材，通過引導學生一步一步地分析科學家的實驗和結論，宛如親歷科學家探索的歷程，使學生切身感受科學的魅力，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學生加深對科學過程和方法的理解，明白科學發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過程，涉及到許多科學家的辛勤工作；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說不是一成不變的，需要不斷修正、發(fā)展和完善；科學發(fā)展與技術有很大的關系，技術的進步可以更好地促進科學的發(fā)展。細胞膜的流動鑲嵌模型的基本內容。在眾多對細胞膜結構的假說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍接受認同的，能較好地解釋人們對細胞膜功能的認識，學生必須展開想象力，在頭腦中構建細胞膜的空間結構，理解和掌握流動鑲嵌模型的基本要點，這對于更好的理解下一節(jié)物質跨膜運輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。二、教學目標1. 知識與技能（1）認識生物膜結構的探究歷程（2）簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容（3）舉例說明生物膜具有的流動性特點2過程與方法（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(fā)揮空間想象能力，構建細胞膜的空間立體結構 3. 情感態(tài)度與價值觀（1）使學生樹立生物結構與功能相適應的生物學辨證觀點（2）培養(yǎng)學生嚴謹?shù)耐评砗痛竽懴胂竽芰Γ?）認識到技術的發(fā)展在科學研究中的作用，尊重科學且用發(fā)展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀三、學習者特征分析學生已經了解了細胞、知道了組成細胞的分子、掌握了細胞的基本結構，尤其是細胞膜作為最基本生命系統(tǒng)的邊界等相關知識，為本節(jié)知識的學習奠定了基礎。高中學生具備了一定的觀察和認知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對探索科學的過程與方法及結論的形成缺乏理性的思考。四、教學策略選擇與設計本節(jié)內容主要包括對生物膜結構的探索歷程和生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容兩大部分。在教學中，充分發(fā)揮教師的主導地位和學生的主體地位，采用“引導觀察分析實驗現(xiàn)象提出假設實驗驗證再分析”的教學環(huán)節(jié)，融合運用引導啟發(fā)、觀察分析、對比歸納、聯(lián)系實例等方法，配以多媒體輔助教學，引導學生觀察并分析實驗現(xiàn)象，大膽的提出實驗假設，宛如親歷科學家探索科學的歷程，切身感受科學的魅力，保持強烈的探究科學的激情和興趣，自然地接受流動鑲嵌模型的理論。讓學生在探究中學習科學探索的方法，從而滲透探索科學過程和方法的教育。五、教學重點及難點1.教學重點（1）科學家對生物膜結構的探索歷程。（2）生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。2.教學難點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。六、教學過程教師活動學生活動設計意圖展示課題及學習目標（板書：$4.2生物膜的流動鑲嵌模型）（板書：學習目標1. 認識生物膜結構的探究歷程2. 簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容3. 舉例說明生物膜具有的流動性特點）引言：如果有“時光機器”，將此刻的你送回19世紀，你會從哪些方面去研究細胞膜的結構?明確學習目標思考、回答使學生明確學習目標，更有效的完成學習。提出問題，引起思考，激發(fā)思維探究的欲望，引起學生學習的興趣。問題1:細胞膜的組成成分是什么呢？教師課件展示資料并簡單表示實驗結果。資料1：19世紀末，歐文頓(E.Overton)用500多種物質進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)：凡是可以溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜。引導學生分析實驗現(xiàn)象得出結論。課件展示問題：設問 1.最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？2.在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？3.那為什么一開始不直接對膜的成分進行提取、分離和鑒定呢？指出歐文頓得出的結論是假說，假說是需要驗證的。得出結論：膜是由脂質組成的?；卮饐栴}1.通過對現(xiàn)象的推理分析。2.有必要，通過鑒定能更準確地說明問題3.當時的技術不能實現(xiàn)培養(yǎng)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。領悟科學研究的方法“假說”是怎樣提出來的。教師課件展示資料資料2：20世紀初，科學家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后進行化學分析。得出膜的主要成分是脂質和蛋白質。設問1.我們以前學習過，其中脂質中最豐富的是什么？2.為什么是哺乳動物的紅細胞而不是其它細胞？閱讀資料，思考老師提問?；卮饐栴}1.磷脂。2.因為哺乳動物的成熟紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器。對科學過程和方法的理解學生表達能力得到進一步提高問題2：脂質和蛋白質是怎樣結合構成膜的呢？教師課件展示資料引導學生分析實驗現(xiàn)象得出結論。資料3：1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮（有機溶劑，可溶解脂質）從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細胞表面積的2倍。設問1.磷脂分子在空氣水的界面為什么鋪展成單分子層？是怎樣排布的？介紹磷脂分子的特點。2.磷脂分子在細胞膜中是如何排布的？閱讀資料，得出結論：細胞膜中脂質是雙層的。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.細胞膜上。白板上匯報展示提出問題，引起思考，激發(fā)思維探究的欲望，引起學生學習的興趣。培養(yǎng)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。問題3：蛋白質位于磷脂雙分子層的什么位置呢？教師課件展示資料及模擬圖資料4：1959年，羅伯特森在電鏡下，看到了細胞膜清晰的暗亮暗的三層結構。提出“蛋白質-脂質-蛋白質”靜止模型的觀點。質疑 靜態(tài)“蛋白質-脂質-蛋白質”三層結構是否能體現(xiàn)膜的功能呢?動畫展示白細胞吞噬細菌的過程。蛋白質鑲、嵌或橫跨磷脂雙分子層。展示圖片，白板標注蛋白質存在的三種方式。蛋白質在膜中的分布是不對稱的。閱讀學生思考舉例說明記憶培養(yǎng)學生問題意識，給予鞏固知識，學生發(fā)散性思維啟動已有知識的空間。教師課件展示資料及動畫資料5：人鼠細胞融合實驗觀看，描述實驗結果，分析實驗結論培養(yǎng)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。1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出了流動鑲嵌模型。提問：根據(jù)前面的分析，小組合作畫出流動鑲嵌模型。及時引導。動畫展示流動鑲嵌模型。學生通過歸納、總結，主動獲得結構模型的基本內容。展示圖片介紹各種結構名稱。流動鑲嵌模型的基本內容：1以磷脂雙分子層為基本支架。2蛋白質在脂雙層上排布方式有三種：鑲在表面，嵌入其中或是橫跨整個雙分子層的。3磷脂分子是可以運動的，具有流動性。（圖片展示磷脂分子的運動方式是多樣的）4.大多數(shù)的蛋白質分子也是可以運動的。（也體現(xiàn)了膜的流動性）。5細胞膜外表面，有一層細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成的糖蛋白，叫做糖被。（主要起到識別作用）補充糖脂描述模型的主要內容。學生通過歸納、總結，主動獲得結構模型的基本內容。提升探究某研究性學習小組欲研究細胞膜的成分和結構，如果你是課題組成員，請你幫助完成相關問題。 （1）應選取人的哪種細胞做實驗？（）A成熟紅細胞 B神經細胞C白細胞 D口腔上皮細胞（2）在制得成分中加入雙縮脲試劑，如果產生_反應，即可以證明細胞成分中含有_。 （3）研究發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質容易通過細胞膜，非脂溶性物質透過細胞膜十分困難，這表明組成細胞膜的主要成分中有_。 （4）該實驗表明，組成細胞膜的主要成分有_。（5）提取膜成分中的磷脂，將其鋪在空氣水界面上，測得磷脂占有面積為S，請預測紅細胞表面積的值接近于_。（6）如果選擇人的口腔上皮細胞作為實驗，假設其表面積為S，則磷脂在空氣水界面上的面積 。為什么？ 。（7）如果不考慮操作難度，選擇 細胞也可以得到（5）的結論。思考、討論回答復習舊知識，鞏固新知識，培養(yǎng)學生的綜合分析能力。課堂小結一、生物膜結構的探索歷程：1.19世紀末，歐文頓提出：膜由 組成；2.20世紀初，化學分析得出：膜的成分是 和 ；3. 1925年，荷蘭科學家得出：脂質分子是 的；4. 1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出： 的三層結構；5. 1970年，用熒光標記技術證明：膜具有 性；6. 1972年，桑格和尼克森提出： 模型。二、流動鑲嵌模型的主要內容：1.生物膜以 為基本支架；2.蛋白質在磷脂雙分子層上的分布方式有： ；3.生物膜具有一定的 。深化記憶布置作業(yè)：學案上的相關習題。鞏固知識點七、教學評價設計評價內容評價等級評價目的優(yōu) 良 中 我能認真聽老師講課，聽同學發(fā)言。能否認真專注遇到我會回答的問題都主動舉手了。能否主動參與發(fā)言時聲音響亮能否自由表達我能積極參與小組討論活動，能與他人合作？能否善于合作善于思考，并能有條理地表達自己不同的看法。能否獨立思考我會指出同學錯誤的解答是否敢于否定我能常得到老師的表揚、同學的贊賞。是否欣賞自我我能在不懂時向別人請教。是否敢于請教我已養(yǎng)成良好的完成作業(yè)的習慣能否獨立思考我能展開豐富的想像理解教學內容。是否富于想像我在學習的過程中感到快樂。是否興趣濃厚八、板書設計4.2 生物膜的流動鑲嵌模型一、對生物膜結構的探索歷程1膜是由脂質組成的；2膜主要由脂質和蛋白質組成；3. 脂質分子是連續(xù)雙層的；4. 羅伯特森得出：蛋白質脂質蛋白質 靜態(tài)的三層結構；5. 膜具有流動性；6. 桑格和尼克森提出：流動鑲嵌模型。二、流動鑲嵌模型的基本內容1.生物膜以磷脂雙分子層為基本支架；2.蛋白質在磷脂雙分子層上的分布方式有：鑲在表面；全部或部分嵌入；橫跨整個磷脂雙分子層。 3.生物膜具有一定的流動性。九教學反思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是本節(jié)教學的難點。我發(fā)現(xiàn)舉過多的學生不熟悉的的現(xiàn)代生物發(fā)展的例子來說明這一問題，效果并不好。因為學生不熟悉的例子，自然就不容易理解。所以在本節(jié)課中我把這一觀點穿插在五個資料分析中，比如讓他們根據(jù)細胞內外的水環(huán)境這一特點推測兩層磷脂分子可能的排布結構，讓他們分析“三明治”靜態(tài)結構與一些生命現(xiàn)象