《生物膜的流動鑲嵌模型》教學(xué)設(shè)計(jì)

成都市武侯高級中學(xué)周靜

一、教學(xué)思路

本節(jié)選自人教版《必修1分子與細(xì)胞》第四章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》的第2節(jié)"學(xué)生在第三章的學(xué)習(xí)

中，已經(jīng)構(gòu)建了生物膜系統(tǒng)的概念，并學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的化學(xué)成分及功能，很有可能對■本節(jié)已知結(jié)果的一系列科學(xué)

探究歷程會興趣下降，且課標(biāo)及高考大綱對生物膜探究的具體歷程并未作要求，因此本節(jié)教學(xué)通過慧學(xué)云教學(xué)平

臺在課前推送系列問題，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中解決生物膜探究歷程及流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，從而更好

的完成課堂上的系列探究活動，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

2023版新課標(biāo)明確提出「與本節(jié)有關(guān)的學(xué)業(yè)要求：學(xué)生能夠建構(gòu)并使用細(xì)胞模型，闡明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)通

過分工與合作，形成相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞水平的各項(xiàng)生命活動。并提示教師要組織好各種觀察、實(shí)驗(yàn)

等探究性學(xué)習(xí)活動，幫助學(xué)生增加感性認(rèn)識，克服對微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識的困難，使學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法并習(xí)得相

關(guān)的操作技能?；诖耍竟?jié)教學(xué)弱化了生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的具體內(nèi)容，通過問題串設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生思考構(gòu)建未

知結(jié)構(gòu)模型的方法，并通過在課堂上用黏土逐步制作生物膜模型的活動，幫助學(xué)生理解記憶”流動鑲嵌模型”的

內(nèi)容，建構(gòu)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。因此，本節(jié)教學(xué)思路如下：

導(dǎo)入

二、教學(xué)分析

1.教學(xué)目標(biāo)

了解生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法

簡述生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

通過構(gòu)建生物膜的三維模型，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)

2.教學(xué)重點(diǎn)

流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

3.教學(xué)難點(diǎn)

通過構(gòu)建生物膜的三維模型，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)

三、教學(xué)策略

1.分層次逐步構(gòu)建生物膜模型幫助學(xué)生充分理解流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

本節(jié)課設(shè)計(jì)分3次逐步構(gòu)建生物膜模型：

第1次在理解磷脂分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，先構(gòu)建磷脂單分子層在水一空氣界面的分布情況，再讓學(xué)生動手制作

磷脂雙分子的模型，從而使學(xué)生更好的理解磷脂雙分子層的分布情況。

笫2次在已構(gòu)建的磷脂雙分子層模型上添補(bǔ)蛋白質(zhì)，能夠更好的幫助學(xué)生記憶蛋白質(zhì)在膜兩側(cè)的分布情況,

并為理解蛋白質(zhì)在膜兩側(cè)分布不均勻的原因奠定結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

第3次在討論糖蛋白的分布情況后，在已構(gòu)建的模型上添加糖類，以便于學(xué)生理解結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)。

2.充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，及時(shí)收集、分析、展示學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果

課前，利用慈學(xué)云平臺推送預(yù)習(xí)作業(yè)，學(xué)生在平板電腦上完成簡單歸納生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程及流動鑲嵌模

型的基本內(nèi)容，為課堂探究活動節(jié)省時(shí)間，且能很好的培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

課中，利用慧學(xué)云平臺進(jìn)行課堂練習(xí)，可實(shí)時(shí)得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，針對性的評講及

補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

1.學(xué)生的慧學(xué)云平臺預(yù)習(xí)作業(yè)學(xué)習(xí)報(bào)告

2.制作生物膜模型的黏土

五、教學(xué)過程

教學(xué)步驟教師組織引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖

陳述慧學(xué)云平臺上的預(yù)習(xí)作業(yè)歸納研

的學(xué)習(xí)報(bào)告究結(jié)構(gòu)的方

【提問】【回答】向?yàn)榻M成成

通過預(yù)習(xí)，大家總結(jié)一下，如果生：成分、形狀分及成分分

導(dǎo)入

要構(gòu)建某個(gè)未知結(jié)構(gòu)的模型，需要掌布，提高學(xué)生

握該結(jié)構(gòu)的什么信息？的科學(xué)思維

（板書：結(jié)構(gòu)）能力

教學(xué)步驟教師組織引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖

【過渡】

通過第3章的學(xué)習(xí)，同學(xué)們都知

道生物膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白

質(zhì)及少量的糖類。那大家知道這些化分小組思考討論問題通過教師設(shè)

學(xué)成分最初是如何被確認(rèn)的嗎？置問題的引

活動一：導(dǎo)，學(xué)生體會

探究生物【思考并回答以下問題】科學(xué)探究中

膜的化學(xué)1.最初認(rèn)識到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成【回答】假說與驗(yàn)證

的，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是

成分世紀(jì)末，歐文頓根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：可的關(guān)系，提高

通過對膜成分的提取和鑒定？

溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更易通過細(xì)胞膜。科學(xué)探究的

提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的能力

2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要

對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定

2.假說需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步

嗎？

驗(yàn)證和完善。

【過渡】

解決了成分問題，接下來我們

鼻尸親水的磷酸頭

來解決各成分的分布問題。前面的學(xué)

習(xí)我們知道細(xì)胞膜中的脂質(zhì)主要是

￥—疏水的脂肪酸尾

磷脂，那磷脂在細(xì)胞膜上是如何分布

的呢？在討論這個(gè)問題之前，我們先

來看磷脂分子的結(jié)構(gòu)

學(xué)生觀察圖片，了解磷脂分子

PPT展示磷脂分子的結(jié)構(gòu)示意圖

的結(jié)構(gòu)組成。

【探究畫圖】

畫出磷脂單分子層在水一空氣學(xué)生在紙上畫圖

界面的分布情況【展示交流】

【資料】

1925年荷蘭科學(xué)家用丙酮從人

的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣一水界

活動二：面上鋪展成單分了?層，測得單分了層根據(jù)資料可以得出磷脂在細(xì)胞通i寸磷

探究磷脂膜上為雙分子層脂分子結(jié)構(gòu)

的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。

教學(xué)步驟教師組織引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖

在生物膜——嶙脂單

上的分布分子層結(jié)構(gòu)

情況【展示交流】-磷脂雙

將學(xué)生制作的模型用平板電腦分子層結(jié)構(gòu)

【實(shí)驗(yàn)】投影到屏幕上，解釋磷脂雙分子的的逐步構(gòu)建,

學(xué)生利用提供的粘土制作磷脂排布原因。使得學(xué)生深

雙分子層模型刻理解膜結(jié)

構(gòu)上磷脂雙

分子層的排

布原因，避免

教師補(bǔ)充提示，細(xì)胞內(nèi)外均為水學(xué)生單純的

環(huán)境。死記硬背這

一內(nèi)容。

“—。a—/丫?

極

選取幾組模型投屏，學(xué)生講評。第

1組模型有誤，后面兩組正確。

【提問】【展示交流】

蛋白質(zhì)在生物膜上如何分布？學(xué)生制作的模型用平板電腦投

通過蛋

影到屏幕上。

白質(zhì)在膜結(jié)

【實(shí)驗(yàn)】

構(gòu)分布情況

在已制作的磷脂模型上添補(bǔ)蛋白

活動三：的構(gòu)建，使學(xué)

質(zhì)。

探究蛋白生明確蛋口

質(zhì)在生物質(zhì)在膜兩側(cè)

膜上的分的不均勻分

選清晰的一組，一邊標(biāo)記，一邊

布布

提問蛋白質(zhì)的位置，強(qiáng)調(diào)蛋白質(zhì)的分

布情況。

蛋白質(zhì)

磷脂

雙分

【資料】子層

1959年，羅伯特森在電鏡下看蛋白質(zhì)

教學(xué)步驟教師組織引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖

到了細(xì)胞膜清晰的暗一亮一暗的三

層結(jié)構(gòu)。

量產(chǎn)將自己制作的三維模型與三明

活動四：治靜態(tài)模型進(jìn)行比較

構(gòu)建結(jié)構(gòu)【提問】

與功能相1.蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與【回答】

適應(yīng)的觀自己制作的生物膜模型有區(qū)別嗎？1.有區(qū)別

念2.蛋白質(zhì)在膜的兩側(cè)是否為均

勻分布？2.不均勻分布通過問題討

3.你對模型的靜止?fàn)顟B(tài)是否有論，進(jìn)一步構(gòu)

疑問？（動圖展示細(xì)胞分裂）3.靜態(tài)膜結(jié)構(gòu)不能完成一些生命活建結(jié)構(gòu)與功

動，如細(xì)胞分裂等能相適應(yīng)的

觀點(diǎn)

【討論并回答以下問題】

1.根據(jù)已學(xué)過的生物膜相關(guān)知識，請小組討論

解釋為什么蛋白質(zhì)在腴兩側(cè)不是均【回答】

勻分布的。1.與膜內(nèi)外側(cè)功能不同相適應(yīng)

2.糖蛋白位于膜的外側(cè)還是內(nèi)側(cè)？

為什么？2.外側(cè)，與識別的功能相關(guān)

3.膜結(jié)構(gòu)為什么需要流動性？支持

其流動性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？3.流動性可以滿足某些生命活動的

需求，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為磷脂分子具有流

（板書：功能箭頭連接結(jié)構(gòu)與功能）動性，蛋白質(zhì)可以運(yùn)動。

【總結(jié)】

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為流動性，功能特點(diǎn)為

選擇透過性

用平板推送相關(guān)練習(xí)，及時(shí)關(guān)注

學(xué)生答題情況，根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)

分析，對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)

完成平板電腦上推送的相關(guān)習(xí)

【例題】題練習(xí)

;'對某動物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記

實(shí)驗(yàn)，其基本過程如下示意圖所示：

通過習(xí)

教學(xué)步驟教師組織引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖

題訓(xùn)練鞏固、

1

1h:完善所學(xué)內(nèi)

容

①用某種熒光染料標(biāo)記該動物細(xì)胞，

課堂練習(xí)細(xì)胞表面出現(xiàn)熒光斑點(diǎn)

②用激光束照射該細(xì)胞表面的某一

區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅（消失）

大部分學(xué)生做對選D,個(gè)別學(xué)

③停止激光束照射一段時(shí)間后，該區(qū)

生選了對其進(jìn)行提問后回答，

域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點(diǎn)A,

上述實(shí)驗(yàn)不能說明的是（）選A的學(xué)生：熒光消失后又出現(xiàn)是

A.細(xì)胞膜具有流動性因?yàn)闊晒膺M(jìn)入了細(xì)胞內(nèi)，所以體現(xiàn)

熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)

B.了選擇透過性。