第一篇：第2節(jié)《細胞膜的流動鑲嵌模型》教學設計

第2節(jié)《生物膜的流動鑲嵌模型》

教材分析

本節(jié)主要包括了兩大部分內容：①.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。②.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)物質跨膜運輸的方式有很重要的聯(lián)系。

學情分析

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。

設計思路

“調動學生已有的知識和經驗，激發(fā)學生的探究欲望?！?/p>

學生在第2章的學習中曾經制作真核細胞的三維結構模型，當時就遇到過用什么材料做細胞膜的問題。本節(jié)課可以從這個問題入手，讓學生從結構與功能相適應的角度分析，用什么材料做細胞膜，能更好地體現細胞膜的功能。關于這個問題，學生已有的知識是：細胞膜很薄，是細胞這個生命系統(tǒng)的邊界；細胞膜能夠控制物質的進出，讓一部分物質通過，其他物質不能通過；植物細胞質壁分離和復原的實驗告訴學生，細胞能夠在一定范圍內漲大和縮小，說明細胞膜具有一定的彈性。教材中“問題探討”欄目列出了三種材料：塑料袋、普通布和彈力布，其中塑料袋只能滿足作為系統(tǒng)邊界的要求，普通布能夠滿足系統(tǒng)的邊界和讓一部分物質透過這兩項功能的要求，只有彈力布能夠滿足上述三項功能的要求。通過這個問題的討論，學生就會認識到建立細胞膜的結構模型，必須從結構與功能相適應的觀點出發(fā)來思考。當然，細胞膜不可能是由彈力布構成的。細胞膜到底具有怎樣的結構，才能使它具有上述功能呢？

生物膜結構模型的構建是本節(jié)要突破的一個難點問題。本節(jié)課中，教師要讓學生根據科學家的實驗現象自己來構建磷脂分子的排列方式、蛋白質與磷脂的組合方式，讓學生形象、直觀的了解模型構建的過程。細胞膜的流動鑲嵌模型這個難點的講解可通過多媒體課件來突破，有順序和層次地介紹。通過幻燈片放映各個科學家研究的圖片、動畫，增強了這些內容的立體感、豐富了教學內容、使學生在樂趣中學、在輕松中學。

教學目標

1、知識與技能

①簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容 ； ②舉例說明生物膜具有的流動性的特點 ；

③通過分析科學家建立生物膜模型的過程闡述科學發(fā)展的一般規(guī)律。

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)度和價值觀

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)學生嚴謹的推理和大膽想象能力 ；

③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。

教學重難點 1.教學重點

⑴科學家對生物膜結構的探索歷程。

⑵生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內容。

2.教學難點

⑴對科學探究過程的分析，如何體現生物膜的結構與功能相統(tǒng)一；

⑵生物膜的空間立體結構； ⑶生物膜的流動性特點。

教具準備 :生物膜流動鑲嵌模型的多媒體演示課件

教學流程

設問引入→“問題探討”→體驗“生物膜結構的探索歷程”→闡述“流動鑲嵌模型的基本內容”

教學過程

（一）情景創(chuàng)設

教師質疑：同學們，在前面我們制作真核細胞的三維結構模型中，遇到過用什么材料做細胞膜的問題，現在有三種材料：塑料袋、普通布和彈力布，你選用哪種材料呢？為什么？

學生活動：學生小組討論,交流,回憶細胞膜的功能,并說出選擇的材料和選擇的依據

學生:細胞膜很薄，是細胞這個生命系統(tǒng)的邊界;可以有選擇的讓物質進出;植物細胞的紙幣分離和復原現象說明細胞膜具有一定的伸縮性等等…….塑料袋只能滿足作為系統(tǒng)邊界的要求，普通布能夠滿足系統(tǒng)的邊界和讓一部分物質透過這兩項功能的要求，只有彈力布能夠滿足前面提到的三項功能的要求。

教師質疑：大家進行選擇的依據是利用了細胞膜的功能，這體現了什么樣的生物學思想呢？

學生：生物體結構和功能相適應的思想。

補充并引出課題：實際上，彈力布也并不能完全代替生物膜。要找到更好的材料，我們還需要對細胞膜的結構有更深的認識。今天將循著科學家的腳步重溫細胞膜結構的探索歷程!

（二）探究新知

1、對生物膜結構的探索歷程

教師引導：我想讓大家穿過時空隧道，回到一百多年前，假想一下：如果你是當時的一位科學家，你會怎樣去研究細胞膜的結構？

（提示學生，引導學生明白限于當時的技術條件，明白當時科學家是從生理功能入手來探究的，通過實驗觀察，做出合理的推測）學生：可以從現象入手，去進行推測。教師補充：這就是生物學研究上常用的一種科學方法——假說法。這也是我們今天探究生物膜的結構的一個重要的方法，下面，就讓我們沿著科學家的足跡，和科學家一起來研究這個問題。

問題1：探究細胞膜的組成成分是什么？

材料①展示：歐文頓的實驗及其相關的圖片

實驗：用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行過上萬次的實驗，發(fā)現細胞膜對不同物質的通透性是不一樣的：凡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進入細胞。

動畫展示 :歐文頓的實驗原理 ~~~~~~~~~(形象直觀,)師生互動

質疑①：根據實驗，你能提出什么假說？

學生：提出假說：膜是由脂質構成的。

質疑②：在得出結論后，還有沒有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定呢？

學生：有必要，通過鑒定能更準確地說明問題。

質疑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？

學生：當時的技術不能實現。

質疑④：這說明什么問題呢？

學生：這說明技術對科學研究的重要作用。

教師總結：直至20世紀初，科學家才能第一次將細胞膜從哺乳動物紅細胞中分離出來，化學分析表明，膜的主要成分的確是磷脂和蛋白質。從而以實驗說明了歐文頓的假說是成立的。也就是說假說是在實驗與觀察的基礎上提出來的，同時又需要更進一步的實驗來證明。

問題（2）：探究這些物質是如何組成膜的？

資料②展示：1917年歐文·朗繆爾將提取的膜質鋪展在水盤的水面上，發(fā)現脂在水面上形成一薄層，單脂層親水的頭朝向水面，疏水的尾背離水面。于是他提出：磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，結構既有疏水基團（尾部），又有親水基團（頭部）。因為磷脂分子的“頭部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。這樣磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層。（圖示磷脂分子的結構）

學生活動：畫出下面兩種情況下磷脂的分布情況：①在空氣-水界面上②完全浸沒在水中

學生展示：小組代表上黑板演示

材料③展示：戈特 和格倫德對血影的研究

實驗：兩位科學分離純化了紅細胞，從一定數量的紅細胞中抽提脂類，按Langmuir的方法進行展層，并比較展層后的脂單層的面積和根據體積所推算的總面積，發(fā)現提取的脂鋪展后所測的面積同實際測量的紅細胞的表面積之比為（1.8～2.2）∶1，約為兩倍。師生互動

教師質疑①：假如你是當時的科學家，當你做實驗時發(fā)現單分子的磷脂分子正好是紅細胞的兩倍時，大膽地展開你的想象力，你能做出什么假說？

學生：細胞膜中的磷脂是兩層的。

教師質疑②：那這兩層磷脂分子在細胞中又是怎樣排布的呢？再分小組討論、畫出磷脂分子在細胞膜上的分布。

學生：分組討論，并提出細胞膜應兩面都處于水環(huán)境中，所以討論得到正確的排布方式。

問題（3）：那蛋白質和磷脂的位置關系又是如何的呢？

材料④展示：羅伯特森的單位膜模型

實驗：用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗—明—暗三層結構，厚約7.5 nm，它由厚約3.5 nm的雙層脂質分子和內外表面各為厚約2 nm的蛋白質構成。

問題（4）：有什么證據證明細胞膜中的物質不是靜態(tài)的呢？

教師放映變形蟲的變形運動、白細胞吞噬病原體、細胞分裂的動畫，讓學生從感性上認識膜不是剛性結構。

材料⑤展示：熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗

實驗：將人和鼠的細胞膜用不同熒光抗體標記后，讓兩種細胞融合，雜種細胞一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現兩種熒光抗體均勻分布。學生提出假說：細胞膜具有流動性。

教師：很好，在繼承前人的結論基礎上，結合新的觀察和實驗證據，又有科學家提出一些關于生物膜的分子結構模型。其中1972年桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）提出的流動鑲嵌模型為大多數人所接受。

教師：那流動鑲嵌模型的具體內容是如何的呢？

（1）磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側，疏水性的尾部相對朝向內側。

（2）蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。這里體現了膜結構內外的不對稱性。

（3）在細胞膜的外側，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結構合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有密切聯(lián)系。

（4）磷脂分子是可以運動的，具有流動性。大多數的蛋白質也是可以運動的，也體現了膜的流動性。

課堂小結

我們這節(jié)課就到這里，一方面我們重溫了科學家探索細胞膜結構的歷程，這是一個在繼承中不斷驗證、修正和完善發(fā)展的過程，這段科學史給予我們很多有用的啟示，使我們加深了對科學過程和方法的理解。另一方面我們也重點學習了生物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，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)物質跨膜運輸的方式有很重要的聯(lián)系。

布置作業(yè)

板書設計

第2節(jié)

生物膜的流動鑲嵌模型

一．生物膜結構的探索歷程 二．流動鑲嵌模型的基本內容

1.膜主要由脂質和蛋白質組成 2磷脂分子層是膜的基本支架 3.膜具有一定的流動性和選擇透過性 教學反思

本節(jié)課對細胞膜結構的發(fā)現過程的相關科學史內容進行了學習，通過六個材料的展示，層層遞進，讓學生討論分析，總結歸納，最終獲得新知識。但是學生在小組討論時，稍顯混亂，有個別學生沒有充分參與討論。

第二篇：4.2細胞膜流動鑲嵌模型學案

4.2 生物膜的流動鑲嵌模型

一、學習目標

1．簡述生物膜的結構。

2．探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用。3．探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。

二、學習重點

流動鑲嵌模型的基本內容。

三、學習難點

探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。

四、課前預習

1．凡是可以溶于 的物質，比不能溶于 的物質更容易通過細胞膜進入細胞。2．生物膜的主要成分是。

3．1925年，兩位荷蘭科學家用 從人的紅細胞中提取，在空氣——水界面上鋪展成，測得 的面積恰為紅細胞表面積的兩倍。4．1970年，科學家所做的熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合試驗的試驗現象證明細胞膜具有。

5．1972年，桑格和尼克森提出了為大多數人所接受的。

6.生物膜的 膜型認為，構成了膜的基本支架，這個支架不是 的，而是具有 的；蛋白質分子有的 在磷脂雙分子層表面，有 的部分或全部 磷脂雙分子層中，有的 整個磷脂雙分子層。大多數蛋白質也 是可以 的。

7.在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的 與 結含成的，叫做糖被。

五、課堂探究

一、對生物膜結構的探索歷程（1）從生理功能入手的科學探究

實驗一：1895年歐文頓（E.Overton）用植物細胞研究細胞膜的通透性。他選取用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次的研究，發(fā)現：脂溶性分子易透過細胞膜；而非脂溶性分子則難以通過。問題①：你能推測出什么結論？

問題②：最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？

問題③：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？

實驗二：20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現細胞不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶（能專一地分解蛋白質的物質）分解。問題①：你能推測出什么結論？

問題②：在此實驗中為什么要選用紅細胞膜來進行分析？

實驗三：1925年，兩位荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提紅細胞膜脂質實驗：將抽提出的脂質在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得其分子所占的面積相當于所用的紅細胞表面積的2倍。問題①：你能推測出什么結論？

問題②：細胞膜中的脂質為什么會排列為連續(xù)兩層呢？細胞膜中的磷脂分子會排列成怎樣兩層呢？

（2）單位膜模型的提出

實驗四：1959年，羅伯特森（J.D.Robertsen）根據電鏡下觀察到的細胞膜暗—亮—暗的三層結構，提出單位膜結構模型。問題①：單位膜結構的主要內容是什么？

問題②：單位膜結構有什么缺陷？

問題③：有哪些證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢？

（3）新技術帶來新模型

實驗五：1970年弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)的人——鼠細胞融合實驗。問題：①該實驗表明什么？

問題：②根據已有的生物知識或生活經驗，你能列舉哪些證明細胞膜具有流動性的證據。

實驗七：1972年桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型示意圖

小結 1、19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是由 組成的； 2、20世紀初，科學家的化學分析結果，指出膜主要由 和 組成； 3、1925年，荷蘭科學家得出：脂質分子是 層分布的； 4、1959年，羅伯特森提出的“三明治”結構模型：所有生物膜都由 三層結構組成； 5、1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 性； 6、1972年，桑格和尼克森提出了 模型。

二、流動鑲嵌模型的基本內容

自主閱讀P68教材第一段，討論回答問題并嘗試自己繪出細胞膜的亞顯微結構示意圖。問題：①生物膜的基本支架是什么？

問題：②蛋白質分子有哪幾種存在形態(tài)？

問題：③膜分子是靜止的，還是運動的？

認識細胞膜的亞顯微結構示意圖，繪制生物膜的概念圖

六、課堂檢測

1．提出生物膜流動鑲嵌模型的時間和科學家分別是()A．1959年，羅伯特森 B．1972年，桑格和尼克森 C．19世紀，施旺和施萊登 D．19世紀，歐文頓

2．生物膜的流動鑲嵌模型認為生物膜是()①以磷脂雙分子層為基本骨架 ②蛋白質一脂質一蛋白質的三層結構

③靜止的 ④流動的 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③

3．在細胞膜上，和細胞與細胞之間或者細胞與其他大分子之間互相聯(lián)系，有密切關系的化學物質是()A．糖蛋白 B．磷脂 C．脂肪 D．核酸

4．最能代表生物膜基本化學成分的一組化學元素是()A．C、H、O、N B．C、H、O、N、P C．C、H、O、S、P D．C、H、O、Mg、Fe 5．維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細胞膜，這是因為()A．細胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B.磷脂雙分子層內不同程度地鑲嵌著蛋白質 C．細胞膜的結構特點是具有一定的流動性 D．細胞膜是選擇透過性膜

6．組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子的排布有下述特點，其中描述細胞膜基本支架的是

()A．膜兩側的分子結構和性質不盡相同 B.磷脂排布成雙分子層

C.蛋白質分子附著和鑲嵌于磷脂雙分子層中 D.蛋白質和磷脂分子具有一定的流動性 7．對白血病病人進行治療的有效方法是將正常人的骨髓造血細胞移植入病人體內，使病人能夠產生正常的血細胞。移植之前需要捐獻者和病人的血液進行組織配型，主要檢測他們的 HLA(人體白細胞抗原)是否相配。HLA是指()A．RNA B DNA C．磷脂 D．糖蛋白

8．細胞膜常常被脂質溶劑和蛋白酶處理后溶解，由此可以推斷細胞膜的化學成分主要是

()①磷脂 ②蛋白質 ③多糖 ④核酸 A．①③ B、②③ C．①② D．②④

9．變形蟲表面的任何部位都能伸為偽足，人體內的一些白細胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過程的完成依賴于細胞膜的()A．選擇透過性 B．流動性 C．保護性 D．主動運輸

10．關于細胞膜流動性的敘述，正確的是()A．因為磷脂分子有頭和尾，磷脂分子利用尾部擺動在細胞膜上運動，使細胞膜具有流動性 B.因為蛋白質分子無尾，不能運動，所以它與細胞膜的流動性無關 C．細胞膜的流動性是指蛋白質載體的翻轉運動，與磷脂分子無關 D．細胞膜流動性與蛋白質分子和磷脂分子都有關

11．科學家常用牛、羊等哺乳動物的紅細胞作為研究細胞膜成分的材料的原因，不正確的敘述是()A．哺乳動物成熟紅細胞無細胞核等其他膜結構，易得到較純的細胞膜 B．哺乳動物成熟紅細胞呈游離狀態(tài)，易分離和稀釋 C．哺乳動物紅細胞易獲取、價格合理

D．哺乳動物紅細胞無細胞壁，容易制取細胞膜

12.生物膜的“蛋白質一脂質－蛋白質”靜態(tài)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(yōu)先通過細胞膜

[來源:學*科*網]

[來源:學.科.網]

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

13．用紅色熒光染料標記人細胞膜上的蛋白質，用綠色熒光染料標記鼠細胞膜上的蛋白質。把人和鼠的細胞融合。融合后的細胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，將融合后的細胞在適宜的條件下培養(yǎng)，保持其活性，但融合后的雜種細胞仍為一半紅，一半綠，發(fā)生這一現象可能的原因是()A．人、鼠細胞發(fā)生了免疫反應

B．構成人細胞的磷脂分子和鼠細胞的磷脂分子不具親合性

C．人細胞的蛋白質分子大，位于下方，鼠細胞的蛋白質分子小，位于上方 D.細胞膜上的蛋白質發(fā)生變性，細胞膜失去了流動性

第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型

【自學學案】

1．脂質 脂質 2．脂質和蛋白質 3．丙酮 脂質 單分子層 單分子層 4．流動性 5．流動鑲嵌模型 6．流動鑲嵌 磷脂雙分子層 靜止的 流動性 鑲嵌 嵌入 橫跨運動 7.蛋白質 糖類 糖蛋白 【課后練習】

1.B 2.C 3.A 4.B 5.A 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D 11.C 12.C 13.D

第三篇：第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 學案

學號：________ 姓名：___________

四、本節(jié)小結【請補充完成概念圖】

達標檢測

1.科學家在實驗中發(fā)現：脂溶性物質能夠優(yōu)先通過細胞膜，并且細胞膜會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。這些事實說明，組成細胞膜的物質中有_____________________________。2．變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的完成依賴于細胞膜的（）

A、保護作用 B、一定的流動性 C、全透性 D、信息交流

3．在人和鼠的細胞融合實驗中，用兩種熒光物分別標記兩種抗體，使之分別結合到鼠和人的細胞膜表面抗原物質上（如下圖）。

實驗結果表明，細胞開始融合時，人、鼠細胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細胞的表面了。

請分析回答：細胞融合的實驗表明了組成細胞膜的______________________分子是可以運動的，由此也證明了細胞膜具有________________________的特點。

4.下列有關生物膜的結構特點的敘述，最恰當的一項是：構成生物膜的（）

A、磷脂分子可以運動 B、構成生物膜的蛋白質分子可以運動

C、構成生物膜的磷脂分子和蛋白質分子是靜止的

D、構成生物膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子可以運動

第四篇：“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)教學設計

“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)教學設計

摘 要 從激發(fā)興趣、閱讀分析、小組合作、動手模擬、體驗技術、歸納創(chuàng)新這幾個方面完成“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)的教學過程，通過探究讓學生凝聚到學習活動中來，實現學生在知識、能力和情感領域的自主發(fā)展。

關鍵詞 結構成分 結構特點 流動鑲嵌模型 小組合作

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

教材分析

“生物膜的流動鑲嵌模型”一課是人教版《分子與細胞》第四章第二節(jié)的內容，與第一節(jié)“物質跨膜運輸的實例”所反映的生物膜對物質的進出控制具有選擇性等知識點有一定的聯(lián)系，并作為第三節(jié)“物質跨膜運輸的方式”的基礎。整章內容表現為“實例――結構――功能”的結構體系，本節(jié)內容起承上啟下的作用。高中學生已具備了一定的觀察、認知和思維能力，對事物的本質具有探索的欲望，但往往缺乏思考的連續(xù)性和邏輯性。本節(jié)內容的教學設計旨在教師的引導下，激發(fā)學生的探究欲望，培養(yǎng)學生的探究能力，在實現學生知識領域發(fā)展的同時，使學生的能力和情感也得到提升。教學目標

2.1 知識目標

① 簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容；

② 舉例說明生物膜具有的流動性特點。

2.2 能力目標

① 分析科學家建立生物膜結構模型過程，嘗試提出問題，大膽做出假設；

② 發(fā)揮空間想象能力，構建細胞膜的空間立體結構。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標

① 形成生物結構與功能相適應的生物學辨證觀點；

② 認同技術的發(fā)展在科學研究中的作用，形成用發(fā)展的觀點看待科學的觀念。教學重難點

3.1 教學重點

① 對生物膜結構的探索歷程；

② 生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內容。

3.2 教學難點

① 探討建立生物膜模型的過程，如何體現結構與功能相適應的觀點；

② 生物膜的流動性特點。教學過程

4.1 播放動畫，導入新課

教師播放變形蟲攝食視頻，展示教材中“問題探討”欄目列出的三種材料：塑料袋、普通布和彈力布，引導學生從結構與功能相適應的角度分析哪種材料更加類似于變形蟲的細胞膜。學生很快回答：彈力布。教師追問原因，引導學生分析出因為彈力布具有動態(tài)的特點。繼續(xù)追問包括細胞膜在內的生物膜的結構到底是怎樣，引出課題。

設計意圖：通過動畫使學生的注意力迅速聚焦到課堂，在幾種材料的取舍中，學生確立了生物膜動態(tài)特點，為課堂教學的順利開展做好基礎準備。

4.2 閱讀資料，分析結構成分

教師展示資料一：

19世紀末，歐文頓選用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次的研究，發(fā)現脂溶性分子易透過細胞膜；而非脂溶性分子則難以通過。20世紀初，科學家第一次將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現細胞膜不但會被能溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶分解。

教師提出問題：閱讀資料，你認為生物膜的成分是什么？為什么這么認為？閱讀后對于科學研究的過程有何體會？

設計意圖：資料及問題比較簡單，學生閱讀分析可自主解答前兩個問題，有利于培養(yǎng)高中生自主學習、獲取信息的能力。同時學生感受到科學研究的反復性和艱苦性，體會到崇高的科研精神，對其情感、態(tài)度與價值觀的發(fā)展具有引導作用。

4.3 利用教具，建立結構模型

教師展示資料二：

1925年，荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel用丙酮分離出哺乳動物的紅細胞膜中的脂質，在空氣―水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。

教師提出問題：“膜內的磷脂分子鋪成單層后，面積就會擴大兩遍，對此現象如何解釋”？

學生在討論后得出膜內有兩層磷脂分子的結論。

教師講解磷脂分子具有親水性頭部和疏水性尾部知識，要求學生繪制磷脂分子在“空氣―水”界面分布的模擬簡圖（圖1）。

小組合作一：動手設計膜中磷脂分子的排布方式。

在學生對于磷脂分子性質掌握的基礎之上，分小組討論并利用道具模擬設計膜內磷脂分子的排布方式。

設計意圖：磷脂分子的排布是微觀的，學生缺乏形象認識。教師若直接展示結構模型，必然失去探究性學習的過程，不能獲得較好的教學效果。通過教師引導學生逐步進入探究的殿堂，學生小組合作探究到兩層磷脂分子的排布方式，既使學生感受學習的樂趣，又增強小組分工合作的能力。學生對本部分內容的學習可能會遇到瓶頸。首先學生不一定能準確的得出“雙層磷脂分子”的結論，后續(xù)過程將很 難開展，筆者在這種情況下利用學案的對折和展開的對比分析進行突破。第二個瓶頸是學生可能會對磷脂分子的性質掌握不透徹或者即使在掌握了磷脂分子親疏水性，在設計膜中磷脂分子的排布方式的環(huán)節(jié)中也會粘貼出“頭部相靠，尾部朝向兩側”的錯誤模型，所以在小組動手操作之前教師可以以人紅細胞為例介紹膜外和膜內的液體環(huán)境。

教師引導：我們共同設計出細胞膜中磷脂分子的排布模式圖（圖2）。細胞膜的結構完成了嗎？還缺什么？蛋白質又是以什么方式排布在膜中的呢？

教師展示資料三：

1959年羅伯特森在電子顯微鏡下看到了細胞膜清晰的暗-亮-暗三層結構。通過課件中語音介紹電子顯微鏡技術：“電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，與不同物質發(fā)生碰撞而產生不同散射度。因蛋白質電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。”

教師提出問題：羅伯特森提出生物膜是“蛋白質―脂質―蛋白質”構成的三層結構模型，并且描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構。對此你認同嗎？

第五篇：生物膜的流動鑲嵌模型教學設計

第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型教學設計

李思虎

【教材分析】

人教版必修1第4章共3節(jié)內容，第1節(jié)《物質跨膜運輸的實例》，第2節(jié)《生物膜的流動鑲嵌模型》，第3節(jié)《物質跨膜運輸的方式》。第1節(jié)主要說明細胞膜是選擇透過性膜，膜為什么具有選擇透過性？這與膜結構有關，膜結構又是解釋物質跨膜運輸的方式的基礎。這3節(jié)內容的內在聯(lián)系是：功能—結構—功能。由此可見，本節(jié)內容在第4章中起著承上啟下的作用，有助于幫助學生建立結構與功能相適應的觀點。

本節(jié)主要包括兩大部分內容：

1、科學家對細胞膜結構的探索歷程。利用科學史教育素材，通過引導學生分析科學家們的實驗和結論，宛如親歷科學家探索的歷程，使學生切身感受科學的魅力，加深對科學過程和方法的理解，明白科學發(fā)現是長期的過程；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說并非一成不變，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。

2、生物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，通過制作模型等，構建細胞膜的空間立體結構，理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型的基本要點?！窘虒W目標】

1．知識與技能

①通過分析科學家建立生物膜模型的過程，闡述科學發(fā)現的一般規(guī)律。

②舉例說明生物膜具有流動性特點。

③簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。

2．過程與方法

①通過分析科學家建立生物膜模型的過程，學習做出假設。

②發(fā)揮空間想象力，通過制作模型，構建細胞膜的空間立體結構。

3．情感態(tài)度與價值觀

①生物膜結構的研究是立足于生物膜所具有的功能特點上開展的，樹立生物結構與功能相適應的辯證唯物主義自然觀。

②正確認識科學價值觀，理解假說的提出要有實驗和觀察的依據，需要有嚴謹的推理和大膽的想象，并通過實驗進一步驗證。

③正確認識實驗技術手段的進步在促進科學的發(fā)展中的作用。

【教學重點】流動鑲嵌模型的基本內容。

【教學難點】探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。

【教學方法】談話法、探究法 【教具準備】多媒體課件 【課時安排】1課時 【教學過程】

一、創(chuàng)設情境，興趣導入

PPT展示細胞膜詩一首，引入細胞膜的功能。是誰

隔開了原始海洋的動蕩 是誰，奏鳴了生命的交響。是誰，為我日夜守邊防 是誰，為我傳信報安康。沒有你，我會是何等模樣！

教師：鳥兒會飛是因為有翅膀，魚兒會游是因為有流線型的身體和鰭，是因為結構決定功能，要知道細胞膜為什么有這些功能就需要了解它的結構。

二、探究細胞膜的組成成分

呈現科學史料：1895年，E.Overton選用500多種化學物質對植物細胞膜的通透性進行上萬次的研究。發(fā)現：凡是可溶于脂質的物質，比不溶于脂質的物質更容易穿過細胞膜。

探究：依據E.Overton所觀察到的實驗現象，你們能得出什么結論？

學生分析得出結論，體驗推理過程。（細胞膜主要由脂質和蛋白質組成）

引導學生提出新問題：細胞膜中的磷脂分子如何排列的呢？

呈現科學史料：1925年，兩位荷蘭科學家對血影的研究，他們用丙酮抽提細胞膜中的脂類物質在水面鋪成單分子層，聚攏后測得的總面積是紅細胞表面積的2倍。

設問1：依據所觀察到的實驗現象，你們能得出什么結論？

認真思考得出結論：細胞膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層。

設問2：磷脂分子如果鋪在水面上應該是什么樣的？

探究脂質分子的排列方式，討論，板書。

設問3：磷脂分子是否排列成兩層？如何排布？

探究脂質分子排列成兩層的方式，板書。

引導學生提出新問題。

呈現科學史料：電鏡下的細胞膜呈現了暗亮暗三層結構。

設問1：的代表什么物質呢？亮的代表什么物質呢？

設問2：蛋白質分子位于磷脂雙分子層的什么位置？

蛋白質是怎樣排布在磷脂雙分子層上的呢？（蛋白質覆蓋在磷脂分子的兩側）

講述羅伯特森的“蛋白質－脂質－蛋白質”靜態(tài)模型的特點。

設問：該結構模型是否與細胞膜的相關生理相適應？

從現實生活中尋找證據，觀看錄像：變形蟲的變形運動。

分析相關實驗，設問：“蛋白質－脂質－蛋白質”的靜態(tài)模型是否有缺陷，應如何修正？

科學史料中尋找支持實驗：①1970年，Frye和Edidin的人――鼠細胞融合實驗，整合后的細胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。將細胞放在37度培養(yǎng)40分鐘后，兩種顏色均勻分布在融合后的細胞膜表面。

引導學生通過小組合作構建細胞膜的結構模型。

三、總結歸納 教師：那流動鑲嵌模型的具體內容是如何的呢？

（1）磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側，疏水性的尾部相對朝向內側。

（2）蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。這里體現了膜結構內外的不對稱性。

（3）在細胞膜的外側，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結構合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有密切聯(lián)系。

（4）磷脂分子是可以運動的，具有流動性。大多數的蛋白質也是可以運動的，也體現了膜的流動性。【課堂小結】

我們這節(jié)課就到這里，一方面我們重溫了科學家探索細胞膜結構的歷程，這是一個在繼承中不斷驗證、修正和完善發(fā)展的過程，這段科學史給予我們很多有用的啟示，使我們加深了對科學過程和方法的理解。另一方面我們也重點學習了生物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，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)物質跨膜運輸的方式有很重要的聯(lián)系 【回顧反思】

“對生物膜結構的探索歷程”這部分內容可以聯(lián)系第一章之第二節(jié)，關于“細胞學說的建立過程”，不僅要讓學生知道生物學的基本理論知識，還要讓學生明白科學探索是一個在繼承中不斷驗證、修正和完善發(fā)展的過程，其道路是曲折的，更要讓學生尊重科學，用發(fā)展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀。這樣通過科學探索史的學習，讓學生自我啟示，加深對科學過程和方法的理解。

“流動鑲嵌模型的基本內容”的闡述一定要清晰，有條理，便于對這部分知識的理解掌握，同時也為更好的理解下一節(jié)“物質跨膜運輸的方式”提供了知識基礎。