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《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计

 

【作者】 付 涛

【机构】 湖北省十堰市第一中学

【摘要】

【关键词】
【正文】  一、教学目标 
  1、知识目标 
  ①通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律;
  ②简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。
  2、能力目标 
  ①分析科学家建立生物膜结构模型过程,尝试提出问题,大胆作出假设;
  ②学会分析背景材料,在问题驱动下培养解决问题的能力;
  ③在问题的驱动下,构建细胞膜的流动镶嵌模型。
  3、情感、态度和价值观 
  ①树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点;
  ②尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
  二、教学重难点 
  1、重点:
  ①科学家对生物膜结构的探索历程;
  ②生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。
  2、难点:
  ①对科学探究过程的分析,探讨如何体现生物膜的结构与功能相统一;
  ②构建生物膜的流动镶嵌模型。
  三、学情分析
  学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构,尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识,为本节知识的学习奠定了基础。高中学生具备了一定的观察和认知能力,分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立,但还很不完善,对事物的探索好奇,又往往具有盲目性,缺乏目的性,并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。
  四、教学流程
  教学流程如下:
  1、设问引入(4分钟)
  教师:在制作真核细胞三维结构模型时,提供给你制作细胞膜的三种材料:塑料袋、普通布和弹力布。你们认为选哪种材料最好?为什么?
  学生讨论并作答
  2、体验生物膜结构的探索历程并制作细胞膜的流动镶嵌模型(30分钟)
  创设情境:让我们回到19世纪,跟随科学家的步伐,开始探索生物膜的结构特点吧!
  (一)细胞膜成分的探究(4分钟)
  (1)教师用幻灯片展示如下:
  实验1:1895年E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究,发现:脂溶性分子易透过细胞膜;而非脂溶性分子则难以通过。
  提问:假如你是欧文顿,对于这个实验结果,你会提出怎样的假说?
  实验2:20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物成熟的红细胞中分离出来,通过化学分析,发现细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,脂质当中最丰富的是磷脂。
  (教师通过幻灯片展示磷脂分子,介绍磷脂分子的亲水头部和疏水尾部,并让学生动手制作至少20个磷脂分子。)








  (二)脂质和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的?(20分钟)
  提问:将磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层,磷脂分子将如何排布? 
  学生活动1:学生用刚制作的磷脂分子在白板上进行模拟,教师展示及点评
  提问:单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,你能提出什么假说?这两层磷脂分子在细胞膜上是如何排布的?
  学生活动2:学生合作探究,在白板上模拟出两层磷脂分子在细胞膜上最可能的如何排布方式。






  教师:那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢?
  实验4:1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构,他大胆的提出生物膜的模型:所有生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子.他把生物膜描述为静态的统一结构。
  提问:你觉得他提出的模型有哪些缺陷? 
  学生活动3:动手制作蛋白质分子,并在白板上将其镶嵌到磷脂双分子层中。
  (三)罗伯特森的静态的“蛋白质-脂质-蛋白质”模型能否体现膜的复杂功能?(6分钟)
  提问:你能不能举例说明“蛋白质——脂质——蛋白质”模型还有哪些不足?
  教师ppt展示细胞膜具有流动性的例子。
  教师:有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的?而是流动的呢?
  实验5:荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验(图略)
  提问:通过这个实验,你们能得出什么结论?
  教师:在继承前人的结论基础上,结合新的观察和实验证据,又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中1972年桑格(S. J. Singer)和尼克森(G. Nicolson)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
  资料补充:细胞膜上糖类是如何分布的?










  学生活动4:将糖链加入到自己制作的流动镶嵌模型中。
  3、总结归纳:阐述“流动镶嵌模型的基本内容”。(6分钟)
  五、板书设计
  4.2 生物膜的流动镶嵌模型
  一、生物膜结构的探究历程
  二、流动镶嵌模型的基本内容
  六、教学反思
  本节课学生通过小组合作,亲自动手构建细胞膜的流动镶嵌模型,在对教材资料分析的基础上,学生通过对模型的不断修正,对细胞膜的结构有了更深入的认识,有利于他们形成结构与功能相适应的生物学辩证观点,也更好地体会了“严谨推理、大胆假设”在事物认知过程的重要作用。本节课教学任务圆满完成,且收效不错!
  • 【发布时间】2018/4/2 18:02:35
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