生物膜的流動鑲嵌模型惠州市小金口中學王靜仁教材分析“生物膜的流動鑲嵌模型”選自人教版教材必修一第四章第二節。此前的學習，學生已經基本掌握了細胞的結構相關知識。同時通過認識細胞器和細胞膜，對“膜”的概念也有了初步了解，為本節內容學習奠定了知識基礎。本章第一節中講解了“跨膜運輸實例”，同學們從現象上初步認識膜的功能。本節內容可看做是對上節內容的延伸，呼應以“結構與功能相適應”原則，介紹生物膜的結構。同時又為后面更深入講解生物膜運輸功能奠定知識基礎。課文主要內容介紹了歷代科學家如何抽絲剝繭，在前人認識的基礎上不斷發現，逐步修正對生物膜的認識，最終歸納得出“流動鑲嵌模型”。科學家的思維和科學方法是我們學習的重要內容。流動鑲嵌模型描述了生物膜結構的本質特征。教學目標認識流動鑲嵌模型的內容理解科學家認識生物膜的思維推理過程重點難點重點：流動鑲嵌模型的內容和生物膜的特點難點：如何理解科學家的實驗教學策略在本課教學中，突破地將教學重心推至科學家如何發現、認識生物膜的成分與結構的內容上。通過課堂演示實驗等手段，以直觀的感性認識呼應課文中科學家的實驗。幫助學生理解課文中實驗的意圖和邏輯推理思維過程，讓學生能夠從真實的實驗中獲取直接經驗，深刻認識課文知識內涵。教學流程演示實驗胡蘿卜素萃取演示實驗胡蘿卜素萃取 結論：膜由脂質組成課文：結論：膜由脂質組成課文：不同物質穿膜實驗演示實驗紙巾小魔術演示實驗演示實驗紙巾小魔術演示實驗結論：膜中脂質分子為連續兩層結論：膜中脂質分子為連續兩層構建模型：磷脂雙分子層構成了膜的基本支架，具有流動性。蛋白質分子鑲在磷脂雙分子層表面，有的嵌入或貫穿磷脂雙分子層，大多可以運動。課文：提取脂質分布為單分子層實驗構建模型：磷脂雙分子層構成了膜的基本支架，具有流動性。蛋白質分子鑲在磷脂雙分子層表面，有的嵌入或貫穿磷脂雙分子層，大多可以運動。課文：提取脂質分布為單分子層實驗結論：結論：生物膜由“蛋白質—脂質—蛋白質”結構構成課文：電子顯微鏡觀察課文：電子顯微鏡觀察不足不足生物膜是靜止的觀點生物膜是靜止的觀點結構特點：具有流動性修正結構特點：具有流動性修正糖蛋白的分布和功能演示實驗顏料溶液流動混溶演示實驗糖蛋白的分布和功能演示實驗顏料溶液流動混溶演示實驗結論：細胞膜具有流動性課文：結論：細胞膜具有流動性課文：不同顏色熒光標記的人鼠細胞融合實驗教學過程引入師生活動：（1）老師請同學一起吃“秀逗”糖（一種非常非常酸的糖）。提出問題“當你吃到那么酸的糖的時候，你會針對這糖提出什么樣的問題？”。（2）緊接著老師從群體回答中收集如“什么做的？”；“怎么做的？”之類問題。（3）老師繼而將問題引回到課堂：“我們通過學習上一節的內容知道，生物膜具有什么樣的特點？”引導學生回顧：生物膜具有選擇透過性的特征。老師進一步引導：生物膜有很特別的功能，科學家也和我們一樣好奇，就像我們發現特別的糖一樣，發出了“由什么構成？”，“有什么結構”的問題。于是開始了眾多科學家長達數十年對生物膜結構和成分的探尋旅程”?；顒右饬x活動意義：通過“整蠱”式的吃糖，可以活躍氣氛，輕松進入課堂。更關鍵的是，通過讓學生對這種糖提出疑問，自然引入課堂內容。探索歷程膜成分的發現演示實驗：取裝有適量水提取的胡蘿卜汁的A、B試管（提示學生胡蘿卜汁中橙色主要是其中胡蘿卜素的顏色），分別加入等量植物油，取A試管搖勻兩分鐘，靜置。B試管作為對照。讓同學觀察A、B試管中兩層液體顏色顏色的不同。提問：觀察發現胡蘿卜汁中橙色變淺，植物油中橙黃色加深，這里頭發生了什么過程呢？學生討論回答，老師引導指出，植物油從水中提將胡蘿卜素從而使兩層液體顏色變化。老師揭示原理：是由于胡蘿卜素屬于脂溶性物質，更易溶于油脂中，于是植物油能夠從水中提取胡蘿卜素。最后板書明確原理：脂溶性物質更易溶于脂質中。搖勻前搖勻靜置后（以上均左側為A試管，右側為B試管）聯系課文：請同學描述歐文頓實驗概況，結果和結論問題討論：小組討論歐文頓實驗的結果如何推導出“膜是由脂質構成”的結論？學生自主表述觀點。老師提示：可以把膜想象成具有一定厚度，物質必須先溶入膜內，才能進入細胞?？茖W家實驗發現，脂溶性物質更容易穿過。也就是說，脂溶性物質更容易溶解在膜中。而我們的演示實驗又知道了，脂溶性物質更容易溶于脂質中。于是我們可以推測，膜是由脂質組成?；顒右饬x：活動意義：讓學生直接觀察到脂溶性物質易溶于脂質的現實例子，加深學生對知識的理解。同時，通過想象“物質溶解于膜中”，并共同推理得出膜由脂質組成的結論，鍛煉了學生的邏輯推理能力并深刻理解了知識的內在聯系。轉接：于是我們知道了膜的成分是脂質，但是這些脂質是以什么結構組成了膜？這就需要我們繼續探究。細胞膜中脂質為兩層的發現演示實驗：故作變魔術狀，向學生展示1平方分米紙巾，轉身，將雙層紙巾展開，再轉身向學生展示兩倍面積的單層紙巾。提問：紙巾由1平方分米變成成了2平方分米，說明什么？同學能輕易回答出是由于紙巾是兩層的。聯系課文：請同學描述1925年荷蘭科學家實驗概況，并參照演示實驗推理方式，引導學生由課文中“單層脂質分子面積為細胞膜兩倍”的結果推理出結論：細胞膜中脂質分子必然排列為連續兩層。問題討論：請同學小組討論完成兩個問題：A在“空氣-水”界面中，脂質分子是如何排列的？B在細胞膜中，兩層的脂質分子式如何排列的？在學生討論思考遇到困境時，提示講解膜中脂質的主要成分“磷脂”的結構特點。再請學生討論后在黑板作圖回答以上兩個問題?！八諝饨缑妗绷字肿优帕屑毎ぶ辛字肿优帕谢顒右饬x：活動意義：演示小魔術增加了課堂趣味，幫助學生從另一角度理解課文中的現象及推理思維。通過團隊合作討論問題得出結論，增進了學生團隊合作能力和思維主動性。以板書作圖方式檢驗學生對知識理解程度，展示和交流，發揮學生學習主動性，解決知識拓展問題。“蛋白質—脂質—蛋白質”三層結構的發現老師簡述：通過電子顯微鏡發現膜的“蛋白質—脂質—蛋白質”三層結構，并指出科學家認為膜是靜止的觀點。提出問題：同學們對這樣的觀點有沒有不一樣的想法？問題提出，由學生閱讀、思考指出“靜止觀點”的不足之處。老師通過“巨噬細胞吞噬細菌”和“受精卵卵裂”的視頻例子說明，膜是靜止的觀點不能解釋現實中細胞變形和細胞分裂等現象。提出問題：既然靜止的觀點不合理，我們還可以如何設想？學生自然會想到可以把膜設想為流動的。進一步可提問，“如何證明膜是流動的？”，引入下文。細胞膜具有流動性的證明演示實驗：用燒杯裝水，以塑料片緊貼燒杯壁將水分隔成兩部分，在其中一側滴加顏料。讓學生設想：若水是靜止的，取出塑料片后會有什么現象；若水是流動的，取出塑料片后會有什么現象。最后取出塑料片驗證。（如圖）中間放有薄膜的水一側滴加顏料去掉薄膜后聯系課文：呼應演示實驗的思路，請同學在黑板作圖簡述細胞融合實驗。得出結論：細胞膜具有流動性。活動意義：活動意義：通過淺顯簡單的演示實驗，幫助學生換一個角度理解課文實驗思路，并令學生認識到，科學的思維并不那么高深，科學的思維一樣在我們的生活中，我們每個人都具備。流動鑲嵌模型的基本內容學生閱讀、討論總結流動鑲嵌模型基本內容，并利用老師提供的素材構建模型。老師加以點評，強調“流動性”的結構特點，補充說明糖蛋白與糖脂?；顒右饬x：利用團隊活動構建模型，增加學生學習的參與度，并能將所學到的文字描述內容，通過動手操作去實現。加深其對知識要點的理解，也使學生能從不同角度認識知識，加深記憶?；顒右饬x：利用團隊活動構建模型，增加學生學習的參與度，并能將所學到的文字描述內容，通過動手操作去實現。加深其對知識要點的理解，也使學生能從不同角度認識知識，加深記憶。4、小結（1）科學家探索歷程的啟示：a、歷時70多年的認識過程，感受認知事物的艱辛。b、科學技術，制約了人們認識事物的水平。c、科學需要大膽假設，細心求證。知識要點回顧：A、流動鑲嵌模型內容：磷脂雙分子層構成膜的基本支架，具有流動性。蛋白質分子鑲在磷脂雙分子層表面,有的嵌入或貫穿磷脂雙分子層，大多可以運動。B、生物膜的結構特點：具有流動性。C、磷脂分子結構特點：D、糖蛋白的存在部位和作用：細胞膜外側,起細胞識別和信息交流作用。教學評價課內評價過程評價1:（1）請同學描述課文中科學家實驗內容和結論，考察同學對課文的熟悉程度和內容提煉能力。（2）請同學上黑板作圖回答問題磷脂分布問題，考察同學對磷脂分子“頭部親水，尾部疏水”的理解。（3）請同學上臺講授細胞融合實驗，考察學生對實驗過程的理解和表達能力。（4）請同學團隊合作制作模型，考察學生動手能力，團隊合作能力以及對流動鑲嵌模型的理解?？偨Y評價2：（1）生物膜的“蛋白質一脂質－蛋白質”靜態結構模型不能解釋下列哪種現象()A．細胞膜是細胞的邊界B．溶于脂質的物質能夠優先通過細胞膜C．變形蟲的變形運動D.細胞膜中的磷脂分子呈雙層排列在膜中間（2）在細胞膜上，與細胞間信息交流有密切關系的化學物質是()A．糖蛋白B．磷脂C．脂肪D．核酸（3）下列對膜的結構和組成，敘述錯誤的是(多選）（）A.主要由蛋白質，脂質和少量糖類組成B.磷脂雙分子層是膜的基本支架C.不同的生物膜的蛋白質的種類和數量不同D.磷脂分子是疏水的E.細胞膜是雙層的F.蛋白質覆蓋在磷脂表面答案：（1）C（2）A（3）1DEF課后評價（1）能反映細胞膜的結構特點的是=1\*GB3①囊泡與高爾基體融合=2\*GB3②巨噬細胞吞噬細菌=3\*GB3③蛋白質進入細胞核=4\*GB3④細胞融合A.=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④B.=2\*GB3②=3\*GB3③C.=1\*GB3①=2\*GB3②=4\*GB3④D.=3\*GB3③=4\*GB3④（2）如何通過細胞膜什么結構判斷細胞內外？該結構一般具備什么功能？（3）描述科學家如何推理得知膜的主要成分是脂質。答案：（1）C糖蛋白在細胞膜外側，通過糖蛋白判斷細胞膜內外。糖蛋白一般具有細胞識別，信息交流，潤滑和保護功能。（3）物質進入細胞，必須先溶入膜中，才能通過。脂溶性物質更容易穿過，即脂溶性物質更容易溶解在膜中。而我們又知道脂溶性物質更容易溶于脂質中。于是可判斷膜主要成分為脂質。教學反思“生物膜的流