生物膜的流动镶嵌模型教学设计
2015年6月25日 09:58 作者:李琳琳
生物膜的流动镶嵌模型教学设计
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yR"^ y`0李琳琳 沧州实验高级中学
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G[s!A u{0摘要：《生物膜的流动镶嵌模型》以科学家的探究过程为主线，本课通过实物（鸡蛋）引入课题，用自制磷脂分子和蛋白质分子
p3F%fT(nJ8V w&o0模型卡片构建模型，借助多媒体进行探究性学习，培养自主学习的能力，信息获取、分析、加工、创新、利用的能力，以及团结协作中国论文网 `B:o:~ t
和活动的能力。中国论文网MC
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关键词：生物膜；模型
m9o.P0s'{0一、教材的地位与作用中国论文网9a-j*m6Lp)V
人教版必修 1 第 4 章共 3 节内容，第 1 节《物质跨膜运输的中国论文网Kx { {M1J'{ x
实例》，第 2 节《生物膜的流动镶嵌模型》，第 3 节《物质跨膜中国论文网)eE\ Tp
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运输的方式》。这 3 节内容的内在联系是：功能—结构—功能。
g|2g gP)h~7p0本节内容在第 4 章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立
[yk/J8Q;s&k:@0结构与功能相适应的观点。中国论文网 D
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二、教学目标及重、难点中国论文网 P mz#c%f0[3r
（一）教学目标
$o'l2a.pq#i(Q)X0知识目标：简述生物膜的结构。中国论文网8r"m i2@-g Y;] Fwh
能力目标：在以细胞膜分子结构的探索历程为主线的学习中国论文网5p*j f X)f
中，重点培养“尝试提出问题，并做出假设”的能力；借助多媒中国论文网wS7Y_ uTf
体进行探究性学习，培养自主学习的能力，信息获取、分析、加中国论文网GSO4\ Z ]F1k,[(E
工、创新、利用的能力，以及团结协作和活动的能力。
-u-rhV q,v | r`0情感、态度与价值观目标：体会科学发现的艰辛历程；领会
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c;P.N0科学技术在建立生物膜模型过程中的进步所起的作用；通过细胞中国论文网/~&Z3pk4q f(Vd J
膜的结构分析，认识生物的巧妙，激发学生对奇妙生物的热爱情中国论文网:yh|};A
感；探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观
LG s+C5dF6F` j0点。
Lv zR;Oo0（二）教学重点、难点中国论文网i{%B
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教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。中国论文网#m
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教学难点：探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能
#e/G }s:Mu-\)R0相适应的观点。中国论文网Jo Q n3l"I
三、教学策略中国论文网R:xy(B e
（一）设计思路：以科学家的探究过程为主线，带领学生在
4d7l^tj{0重温主要的过程的同时，伴随达到积累知识、锻炼能力、提升情中国论文网,|
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感等各项目标。
FQ)aT+yW9Yi0（二）教学方法：本节课教师主要用探究式进行授课，引导中国论文网\La.~JQ
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学生积极分析实验现象，动手对磷脂和蛋白质分子进行组合，及
5a u-Xf,su a0时的练习反馈。
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Y0（三）教学媒体的选择与运用：多媒体课件、实物（鸡蛋）、中国论文网$z.|2@` Eo ?
磷脂分子和蛋白质分子模型卡片。
*_~ T%`#n5gR+G^ l0四、教学过程
/M0\x/`7t0新课引入：中国论文网%h]V?
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鸡蛋的卵黄部分就是一个细胞，轻轻碰触完整的卵黄表面，
Q0A er2MkC0可以感受到它有弹性，用尖锐的物体挑破它，黄色的浆液就流散中国论文网#FQ@T*QW4|
出来。那层包裹着黄色浆液的透明薄膜就是细胞膜了。中国论文网3V0PW!uG~.|GP+b
引导学生思考细胞膜的功能：细胞的边界、保护细胞、选择
-M |4hO,X wXa0透过性、弹性。
4P%Vqw4D0教师提问：细胞膜为什么能够控制物质的进出？让学生讨中国论文网 C#l v ? B7Xk!E'A
论，引发学生探究细胞膜结构的好奇心，引出课题。
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B&Tz;k4~*Pv0提问：细胞膜都由哪些物质组成？中国论文网-X!x\k u#hw
展示资料：欧文顿的实验和蛋白酶处理细胞膜的实验。中国论文网-uIW
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提问：你能推测出什么结论？细胞膜是由脂质和蛋白质组成。
E i q/I My0思考 1：认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推中国论文网|ev-m%jz
理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？中国论文网+}4^d3VYjH q\
思考 2：在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行
Yp;r p3K{0提取、分离和鉴定吗？如果是你的话你应该怎么做？中国论文网5l2`)G#{4a/R`a2G)X
实验证实假说：20 世纪初，科学家首次分离出动物细胞膜。
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mQI w-l0应用化学手段分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质，组成膜中国论文网h#x t K.Ild:t
的脂质中磷脂含量最多。
0hGio:v5s5M0思考：脂质和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的呢？
r.PP_&q-P0展示资料：荷兰科学家 E.Gorter 和 F.Grendel 实验：用丙酮
;B3\`4k*N1y B0从人的红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子
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B0层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2 倍。
N4jU|x5[0介绍磷脂分子结构：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组
Eb|(RQ.r(k&k B0成的分子，磷酸 “头” 部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。中国论文网#X2x!y;o]J
让学生结合磷脂分子的特点分析磷脂分子在水—空气界面中国论文网$wQ!T f D!y
中的排布方式？磷脂分子在水中的排布方式？细胞膜内外都有
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]*_1l[`*L,W A9`0水，那磷脂分子又是如何排列的呢？请大家分小组讨论，并用准
f9Lkaahh9Z0备好的材料组合排列，同时把排列的结果画在纸上。中国论文网/ZTyUl
通过分析讨论使同学们清楚的认识到细胞膜上的磷脂分子
7|0L8t.Ksfr0是双层排列的。
"P|B-o oe0提出新问题：蛋白质位于脂双层的什么位置呢？引发学生思中国论文网 B2X e4|1ZZT6p {z ^
考中国论文网d5Rm:c @T]-ST
材料： 1959 年罗伯特森用超薄切片技术获得了清晰地细胞膜中国论文网g5gYU-KH0^ a
照片，显示出暗—明—暗三层结构。中国论文网i$W]6]/cK7J e'{
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提示：电子显微镜下，大分子物质对电子吸收多成像颜色较
+t;v6[ Q&[0深；小分子对电子吸收少，成像颜色较浅。中国论文网']7ue0]&N
大家推测一下照片中的暗明暗三层结构分别属于什么物质?中国论文网 @e1|@ g']
分析讨论，暗带应该是大分子的蛋白质，明带应该是小分子
f ~ } | ZV pa0的磷脂。让学生试着用材料组合排列，并绘图。中国论文网 aC.L2W v-g9yY
介绍细胞膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”的静态模型的主要
Fd h2b)bmJ0内容，并引导学生分析该模型的局限性。中国论文网%T3L#_3|:f^k
资料：随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，一些学中国论文网.o*V-@4B(}
者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主
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S#c"]aI0要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白中国论文网 qXC!d(\7T
质颗粒.科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面， 有的蛋白中国论文网 k'Y ?,R;j3A
质是镶嵌在脂质双分子层中。中国论文网 Ck d3S#x(]!F2V q
让学生阅读资料并在静态模型的基础上进行修改？中国论文网0V:Q3E.C%^.x7F
播放变形虫运动的，引导学生分析回答：细胞膜不是静态的中国论文网&d8F)Q+{rY
统一结构，而是不断的运动的。
.K [;f,^B T5C0有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？中国论文网8NG,OU9M
介绍人、鼠细胞融合实验。中国论文网 ]1q!T8H1O B$Q0e,g
提问：为什么两种颜色最终会均匀分布？引导学生积极思索中国论文网W%C WQt"|NB;B2R4O
分析实验所能说明的问题：膜蛋白是可以运动的。中国论文网,[/l"c-G_)sA [s$_-]
1972 年桑格和尼克森通过对已有的模型进行修正而提出： 流
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f#v0动镶嵌结构模型。
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j0让学生观察图片，小结出流动镶嵌结构模型的内容和结构特中国论文网#r8pB l(m@9L#V
点。 同时通过举例吞噬细胞的吞噬作用， 变形虫的运动加强理解。
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?2E6k e5p f0回顾发现史总结建立模型的基本方法。
GMC};^+@"kj0学生思考：在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些中国论文网
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启示？学生讨论交流，感悟科学研究的艰辛、科学研究中几代人
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m _U_q6`0传承、发展的价值理念。
0aMS5b \e0五、课内反馈中国论文网(t2u&R[ o}3X5Jsq
（一）细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质三层
V!W3E"JA-b9{0结构模型的最大的不同是
9ZE,W;U&U-eo0A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性。
#`6N!Q7{:F$D3Y7\ }5R0B、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一中国论文网:k$Y$fn Ix,N%{
定的流动性。
B9QJ"?^Txz0C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性。中国论文网ip
Cn!{Ie
D、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透
-`/O,P;V3Y:~0过性。中国论文网 \!gE&\:|,xi9kv)L
（二）变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完中国论文网 _,|j/Tz w;s
成依赖于细胞膜的中国论文网4|u)zl5d0qF
A、保护作用 B、一定的流动性 C、全透性 D、信息交流中国论文网!d;AxOCn A~
六、课后反思中国论文网:KVrP-A!P\1r G,UI
教学设计采取了“指导—探究—完善”的教学模式，教师通
~?o,k [p"o0过各种形式，不断地启发学生思考，调动学生的学习热情，充分中国论文网 p VU MF~ ~
发挥其主体性，使学生积极参与到课堂教学之中，并通过自己的中国论文网'lp t)A4bJ S
努力去解决问题，从而达到真正理解和掌握知识目的。教师起到中国论文网2bB5o*j)h*tWM
诱导、点拨、示范的作用，学生对有关细胞膜的知识不是呆板地
f4m E sLAG bhQ0去记忆，而是主动的去学习，学生的学习方法获得发展，学习能中国论文网%F"}0I;{$i*h
力得到提高。
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