第一篇：“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)整合科學(xué)史的教學(xué)設(shè)計

“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)整合科學(xué)史的教學(xué)設(shè)計

李高梅

（廣東省佛山市順德區(qū)華僑中學(xué)

528333）教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》第4章第2節(jié)。

該節(jié)內(nèi)容在編排上按時間順序介紹了科學(xué)家對生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的一些重要實驗和推論，旨在讓學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論，使學(xué)生宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，同時加深對科學(xué)過程與方法的理解。教學(xué)目標(biāo)

1）通過對科學(xué)史材料的分析與討論，使學(xué)生了解生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，知道生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，加深對生物膜組成成分和結(jié)構(gòu)特點的理解。

2）了解科學(xué)探究的一般方法，樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辨證思想，感受科學(xué)研究的艱辛歷程。教學(xué)重點和難點

1）重點：生物膜的結(jié)構(gòu)特點、科學(xué)家探索生物膜結(jié)構(gòu)歷程的經(jīng)典實驗。

2）難點：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容、結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辨證思想。教學(xué)過程

4．1 以史實背景設(shè)疑，導(dǎo)入新課，讓學(xué)生感受、學(xué)習(xí)科學(xué)家的創(chuàng)新精神

首先讓學(xué)生完成填空：細(xì)胞膜主要由____和______組成。此外，還有少量的____。

接著提出問題：19世紀(jì)末，科學(xué)家已經(jīng)推知細(xì)胞膜的主要成分。但細(xì)胞膜很薄，光學(xué)顯微鏡觀察不到它細(xì)微的結(jié)構(gòu)，電子顯微鏡又還沒誕生；且受當(dāng)時物質(zhì)分離提純技術(shù)的制約，也無法采用分離提純的方法來測定它的組成。在這樣的情況下，你知道科學(xué)家當(dāng)初是怎樣得知細(xì)胞膜是由這些成分組成的嗎？由此引出科學(xué)家另劈新徑，從生理功能——膜的通透性入手，自然導(dǎo)入新課，同時讓學(xué)生感受、學(xué)習(xí)科學(xué)家的創(chuàng)新精神。

4．2以史料分析為主線，再現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程，讓學(xué)生自主建構(gòu)知識

生物膜的流動鑲嵌模型是本節(jié)課的重點和難點，學(xué)生若不理解，就會陷入死記硬背的泥潭。若從科學(xué)史入手，循序漸進(jìn)，讓學(xué)生了解知識的產(chǎn)生與發(fā)展過程，學(xué)生就能心領(lǐng)神會，自主完成知識的建構(gòu)。在教學(xué)中我是這樣做的，首先出示

資料1：19世紀(jì)末歐文頓（E.Overton）用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)凡是溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。

提出問題1：根據(jù)物質(zhì)相似相溶原理，分析上述材料，你能得出什么推論？科學(xué)家得出什么結(jié)論？你的結(jié)論與科學(xué)家一樣嗎？改變教材直接呈現(xiàn)科學(xué)家結(jié)論的做法，讓學(xué)生體驗科學(xué)家的思維過程，提升思維能力，自主建構(gòu)知識。當(dāng)學(xué)生得知自己的想法與科學(xué)家一致時，成功的喜悅溢于言表，學(xué)習(xí)的自信心和內(nèi)驅(qū)力得到加強(qiáng)。

解決問題1后，提出問題2：歐文頓的推論是否正確？最初認(rèn)識到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。有沒有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？使學(xué)生在思考與討論中初步了解模型建構(gòu)的一般方法。

提出問題3：歐文頓用500多種物質(zhì)，通過上萬次實驗，這些數(shù)據(jù)又說明了什么？從而讓學(xué)生感知科學(xué)實驗的重復(fù)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、艱巨性，得出的結(jié)論應(yīng)該具有普遍性的道理，從中受到科學(xué)精神的熏陶。

提出問題4：細(xì)胞膜中除含有脂質(zhì)外，還有沒有其他成分呢？

分析資料2：20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞分離出來，通過化學(xué) 1 分析表明，膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。

提出問題5：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子是如何組成細(xì)胞膜的呢？激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的探究欲望，過渡到資料3的學(xué)習(xí)。

分析資料3：1925年荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel用丙酮從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣－水界面上鋪成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。

依然采取改變教材直接呈現(xiàn)科學(xué)家結(jié)論的做法，給學(xué)生提出以下問題：由此，你得出什么結(jié)論？科學(xué)家得出什么結(jié)論？讓學(xué)生繼續(xù)體會科學(xué)家的思維過程。但這一次沒有資料1順暢，盡管我抓住“磷脂單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍”啟發(fā)學(xué)生思考，但仍有相當(dāng)部分學(xué)生不理解推論，情急之中，我將一張練習(xí)紙對折，問學(xué)生：“對折前你們看到的紙的面積是對折后的幾倍？”——“2倍！”“原來這張紙是單層的，對折后變成幾層？”——“2層！”“那么根據(jù)材料3推測，脂質(zhì)分子構(gòu)成細(xì)胞膜應(yīng)該排列成幾層？”——學(xué)生豁然開朗答：“2層！”。這樣學(xué)生順利從形象思維過度到抽象思維，自然而然得出推論。課后反思時，我把這一靈感記錄下來，作為對自己的褒獎。

為了改變學(xué)生淺嘗輒止的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)會將前后知識融會貫通，提升學(xué)生思維能力，我以史料3為引子進(jìn)行變式訓(xùn)練，問學(xué)生：

1、若將資料3中的“紅細(xì)胞”改為“口腔上皮細(xì)胞”進(jìn)行實驗，測得單分子層的面積仍然恰為口腔上皮細(xì)胞表面積的2倍嗎？或是大于、小于？為什么？

2、若將資料3中的“人”改為“雞或去壁的原核細(xì)胞”進(jìn)行實驗，結(jié)果又將怎樣呢？為什么？巧借科學(xué)史，實現(xiàn)知識的遷移運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性、深刻性。

接著提出問題2：兩層脂質(zhì)分子又是如何排列的呢？并請學(xué)生在草稿紙上試著畫一畫。在學(xué)生畫圖的過程中，我提示學(xué)生：已知磷脂分子頭部是親水的，尾部是疏水的，而細(xì)胞內(nèi)外都有水，想想該怎樣畫？當(dāng)學(xué)生畫好后，我選取幾張有代表性的畫法展示出來進(jìn)行講評，讓學(xué)生知道應(yīng)該怎樣畫，為什么這樣畫。

問題3：蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？

材料4：1959年羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。他大膽提出：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。

羅伯特森的“三明治”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型解決了什么問題？有什么不足之處呢？我又以問題的形式啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。為了便于學(xué)生找出它的不足，我播放質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原，變形蟲吞噬纖毛蟲、酵母菌出芽生殖、精卵結(jié)合的視頻動畫，讓學(xué)生直觀地感知細(xì)胞膜不是靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，而是一個動態(tài)的彈性結(jié)構(gòu)，同時也讓學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)要與功能想適應(yīng)的觀點。

有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動的呢？

資料5：圖文結(jié)合介紹熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗。

問學(xué)生：看到了什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象說明了什么？再一次讓學(xué)生體會科學(xué)家的思維過程，讓學(xué)生自己得出結(jié)論。接著我讓學(xué)生在原來畫的脂雙層中添加蛋白質(zhì)，畫出自己認(rèn)為的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型圖。當(dāng)學(xué)生畫好后，我讓學(xué)生把自己畫的圖與桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型進(jìn)行對照，明確脂雙層的排列方式和蛋白質(zhì)的三種分布情況。請畫得比較好、與流動鑲嵌模型接近的學(xué)生舉手，給予充分的肯定，幽默地稱他們是當(dāng)代的桑格、尼克森，并選出代表描述流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。學(xué)生的成就感油然而生，課堂氣氛輕松活躍。4．3利用科學(xué)史素材，創(chuàng)設(shè)糖蛋白學(xué)習(xí)情景，指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法

教科書的特點是圖文并茂、互為補(bǔ)充，文字簡練，材料精選。但學(xué)生往往不善于圖文結(jié)合去閱讀理解知識。為了養(yǎng)成學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，當(dāng)學(xué)生基本理解、接受了“生物膜的流動鑲嵌模型”學(xué)說后，我提醒學(xué)生看黑板，喚起他們的有意注意，接著在“生物膜的流動鑲嵌模型”示意圖中寫上水的分子式并加上一個箭頭（如圖1所示），問學(xué)生：你能告訴我 2 這樣表示細(xì)胞吸水還是失水嗎？大部分學(xué)生表現(xiàn)出一臉茫然！只有個別學(xué)生怯生生的小聲回答：吸水。我及時抓住學(xué)生困惑之時機(jī)，再設(shè)一個問題作鋪墊：要判斷細(xì)胞吸水還是失水，我們必須先判斷哪一側(cè)是外側(cè)，哪一側(cè)是內(nèi)側(cè)，那么根據(jù)什么來判斷膜的外側(cè)與內(nèi)側(cè)呢？這樣利用科學(xué)史素材，創(chuàng)設(shè)新的問題情景，將學(xué)生的探究欲望再一次激發(fā)起來，為糖蛋白的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了有利情景，對培養(yǎng)學(xué)生圖文結(jié)合深刻理解知識的習(xí)慣與能力也大有裨益。

圖1 4．4課堂小結(jié)

為了加深學(xué)生對科學(xué)過程與方法的理解，在新課結(jié)束時，我再次以問題的形式啟發(fā)學(xué)生思考：

1、縱觀生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，請大家想想科學(xué)家建構(gòu)模型的一般方法是什么？

2、在探索生物膜結(jié)構(gòu)的過程中，科學(xué)家應(yīng)用了哪些實驗技術(shù)？

3、實驗技術(shù)的進(jìn)步在科學(xué)探索中起到了怎樣的作用？使學(xué)生進(jìn)一步理解建立模型的一般方法，明確實驗技術(shù)的進(jìn)步在科學(xué)探索中所起的推動作用。教后反思

該設(shè)計是高一年級的新課教學(xué)，是我們研究課題——“人教版高中生物，必修模塊里生物科學(xué)史在教學(xué)中的應(yīng)用研究”和“信息技術(shù)環(huán)境下，生物科學(xué)史教學(xué)策略研究”中的一個課例。自我評價有五處亮點：

1）以問題為引導(dǎo)，讓學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論，體驗科學(xué)家的思維過程，實現(xiàn)了“在過程中學(xué)習(xí)，在過程中生成知識”的教學(xué)思想。

2）以史料3為引子設(shè)計變式訓(xùn)練，將科學(xué)史與思維訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合在一起。3）將紙對折幫助學(xué)生理解荷蘭科學(xué)家的推論，簡單有效。

4）創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生得出與科學(xué)家一致的結(jié)論，體驗成功的喜悅，激起學(xué)習(xí)的熱情。5）創(chuàng)造性地利用流動鑲嵌模型示意圖，加注水的分子式與箭頭，問學(xué)生：表示細(xì)胞吸水還是失水？為糖蛋白的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)情景，效果很好，細(xì)中見巧。

有人說：課堂教學(xué)是一門遺憾的藝術(shù)。本節(jié)課的教學(xué)也不例外，有學(xué)生提出：羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)組成，為什么是蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)？而不是脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)，磷脂分子不是雙層的嗎？由于課前預(yù)設(shè)不足，當(dāng)時沒作詳細(xì)解釋。

第二篇：“生物膜的流動鑲嵌模型”基于科學(xué)史的教學(xué)設(shè)計

“生物膜的流動鑲嵌模型”基于科學(xué)史的教學(xué)設(shè)計 劉本舉（濮陽市第一高級中學(xué)河南濮陽 457000）

摘要：利用生物膜研究的科學(xué)史資料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基于資料的課堂 探究性學(xué)習(xí)，注重學(xué)生自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，達(dá)成知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的三維目標(biāo)。關(guān)鍵詞：流動鑲嵌模型科學(xué)史教學(xué)

中圖分類號：G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 1.教材與學(xué)情分析

1.1 教材分析“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)是人教版《必修1—分子與細(xì)胞》第四章“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”的第二節(jié)，是前面第3章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”第1節(jié)“細(xì)胞膜—系統(tǒng)的邊界”的一個延伸與拓展，并且和本章第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗庇忻芮新?lián)系，為第三節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健钡膶W(xué)習(xí)做了知識準(zhǔn)備，這三節(jié)內(nèi)容的聯(lián)系主線是：功能（實例）——結(jié)構(gòu)——功能（原理）。所以，本節(jié)在第四章中起著承上啟下的作用。本節(jié)課的主要內(nèi)容有：①科學(xué)家探索細(xì)胞膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的科學(xué)史；②生物膜的流動鑲嵌模型。前者是適合學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的較好素材。把科學(xué)家探索細(xì)胞膜的有關(guān)實驗整理并轉(zhuǎn)化為適合學(xué)生課堂探究的小課題，讓學(xué)生親歷探究過程，體驗科學(xué)探究的魅力，同時加強(qiáng)了科學(xué)方法教育，并且初步學(xué)習(xí)科學(xué)實驗的設(shè)計。在評價模型時培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維能力，并體驗了科學(xué)結(jié)論的可修正性與發(fā)展性。經(jīng)歷了主體性探究活動后，對流動鑲嵌模型的接受是水到渠成的，這樣既避免了傳統(tǒng)教學(xué)方法導(dǎo)致的死記硬背現(xiàn)象，又能使學(xué)生在思維與推理能力上得到發(fā)展。并且學(xué)生能夠在大量的感知、表象、與再造想象的基礎(chǔ)上借助自己的分析與探究實現(xiàn)對流動鑲嵌模型的間接理解。

1.2 學(xué)情分析高中學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，但是對問題探索的動力主要來自對相關(guān)問題的好奇與有趣水平，目的性不十分明確，所以教師的思維導(dǎo)向就顯得十分重要。本節(jié)課利用科學(xué)史實驗資料，設(shè)計學(xué)生要探究的問題，讓學(xué)生在問題引導(dǎo)下進(jìn)行基于資料和問題的課堂探究活動，問題的設(shè)計層層深入，按照學(xué)生的思維水平和能力達(dá)到一定深度，使學(xué)生順利由感性認(rèn)識向理性認(rèn)識過度。2．設(shè)計思路與探究性學(xué)習(xí)的程序

本節(jié)課蘊(yùn)含有豐富的科學(xué)史教育素材?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出

要注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)，所以，本教學(xué)設(shè)計充分利用科學(xué)家的實驗以及所提出的假說，有效引導(dǎo)學(xué)生對其進(jìn)行分析與評價，在這個過程中轉(zhuǎn)變學(xué)生的接受學(xué)習(xí)方式，讓他們充分進(jìn)行自主、合作、探究性學(xué)習(xí)，在問題引導(dǎo)下積極思維，在合作討論中有效學(xué)習(xí)，在評價中感受探索的樂趣，在整個探究性學(xué)習(xí)中升華知識。制作多媒體課件，以便于展示相關(guān)資料和圖片，提高課堂教學(xué)效率，使直觀性增強(qiáng)，學(xué)生更易于接受。探究學(xué)習(xí)流程如下： 3.教學(xué)過程 3.1 引出課題

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了生命系統(tǒng)的有關(guān)知識，同學(xué)們想一想：①最小的生命系統(tǒng)是什么？②最小生命系統(tǒng)的邊界是什么？③細(xì)胞膜有哪些功能？④如果讓你制作一個真核細(xì)胞模型，制作細(xì)胞膜的材料有：塑料袋、普通布和彈力布，根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點分析，用哪種材料做細(xì)胞膜，更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的特點？為什么？以上問題依次提出，把學(xué)生的思維引向思考細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點如何。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上繼續(xù)提問：彈力布有彈性，那它能完全具備生物膜的特點嗎？ 顯然彈力布不具有生物膜的選擇透過功能，那么生物膜含有哪些物質(zhì)？究竟具有怎樣的結(jié)構(gòu)？科學(xué)家也是帶著這些問題，對生物膜進(jìn)行了100多年的探索。今天就讓我們沿著科學(xué)家的足跡，體驗整個探索歷程。

此時給學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)：①學(xué)會如何分析實驗，體驗科學(xué)分析與推理；②初步學(xué)習(xí)實驗設(shè)計；③學(xué)習(xí)如何客觀評價科學(xué)學(xué)說，體驗科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)的特征。3.2 基于科學(xué)史資料的學(xué)生課堂探究活動 下述資料全部用多媒體課件呈現(xiàn)。

資料一：歐文頓（E.Overton）的物質(zhì)通透性實驗（1895年）

用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。

提出問題：①根據(jù)你所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識，你能得出什么結(jié)論？②生物膜是由脂質(zhì)組成的，這個結(jié)論的依據(jù)是對現(xiàn)象的推理分析還是對膜成分的提取和鑒定？③在推理分析得到結(jié)論之后還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？④為什么一開始不對生物膜直接進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？

學(xué)生按照學(xué)習(xí)小組進(jìn)行交流、討論，小組代表回答，其他小組進(jìn)行補(bǔ)充、評價與修正，教師總結(jié)。在這個過程中，學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)推理，得出結(jié)論。不僅如此，從科學(xué)方法入手，還使學(xué)生學(xué)習(xí)了科學(xué)假設(shè)的提出，并認(rèn)同假設(shè)必須有實驗支持，假設(shè)經(jīng)過實驗的進(jìn)一步驗證才能成為科學(xué)理論。最后告訴學(xué)生，后來的科學(xué)研究表明，細(xì)胞膜的確含有大量脂質(zhì)，其中主要是磷脂分子。

資料二：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel的紅細(xì)胞膜實驗（1925年）

兩位科學(xué)分離純化了紅細(xì)胞膜，從一定數(shù)量的紅細(xì)胞膜中抽提脂類，在水面上進(jìn)行展層，并比較展層后的脂單層面積和根據(jù)體積所推算紅細(xì)胞的總面積，發(fā)現(xiàn)提取的脂分子鋪展后所測面積同實際測量的紅細(xì)胞的總表面積之比為（1.8～2.2）∶1，約為兩倍。提出問題：假如讓你幫助當(dāng)時的科學(xué)家分析，大膽地展開你的想象力，你能提出什么假說？ 這個問題能有效訓(xùn)練科學(xué)推理能力和創(chuàng)新思維能力?？梢宰寣W(xué)生討論2分鐘，通過討論與交流，可以想到細(xì)胞膜中可能是雙層脂質(zhì)分子，順利提出假說。

資料三：朗姆瓦（Langmuir）的磷脂分子實驗（1917年，在Gorter和Grendel之前）

將磷脂溶于苯和水中，當(dāng)苯揮發(fā)完以后，磷脂分子分布散亂，經(jīng)過推擠，磷脂分子排列成了單層，而且磷脂分子的一端都浸入水中，另一端浮于水面。為什么會出現(xiàn)這種實驗現(xiàn)象呢？ 由于學(xué)生對磷脂分子一無所知，這個問題應(yīng)該用講授法進(jìn)行教學(xué)。通過多媒體課件展示磷脂分子的結(jié)構(gòu)圖，講解磷脂分子的結(jié)構(gòu)與特性：一個磷脂分子由頭部和尾部組成，頭部由一分子膽堿、一分子磷酸和一分子甘油組成，尾部由兩個脂肪酸分子構(gòu)成。頭部由極性分子組成，所以是親水的，尾部是非極性分子，所以是疏水的。所以磷脂分子在水的表面排布時，親水端浸入水中，疏水端浮于水面（學(xué)生對分子的極性及相似相容原理不理解，教師可以舉例略作解釋）。該問題的解決主要是為學(xué)生探究細(xì)胞膜內(nèi)磷脂分子的排布方式做好準(zhǔn)備。

學(xué)生了解磷脂分子的結(jié)構(gòu)與特性后，教師可以提出新問題，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究。我們已經(jīng)知道了細(xì)胞中有2層磷脂分子，也知道了磷脂分子的結(jié)構(gòu)與特性，這兩層磷脂分子在細(xì)胞膜中是怎樣排布的呢？有多少種可能的排布方式？請在紙上畫出你認(rèn)為所有可能的排布方式。建議教師讓三位學(xué)生到黑板上去畫，其余學(xué)生在紙上畫，以便于檢查和評價學(xué)生的結(jié)果。一般情況下，學(xué)生可以畫出下列四種可能的排布方式：

提出問題：同學(xué)們，根據(jù)你們已有的知識推理，磷脂雙分子層最可能是其中的哪種排布方式呢？說說你的理由。

給學(xué)生留出充分的討論探究的時間，然后小組代表回答，其余小組補(bǔ)充、評價、修正，最后教師總結(jié)并對學(xué)生的探究結(jié)果給予肯定。（根據(jù)學(xué)生的討論或回答情況，可以適當(dāng)提示：細(xì)胞膜的內(nèi)、外兩側(cè)是怎樣的環(huán)境？磷脂分子在兩側(cè)都是水溶液的環(huán)境中應(yīng)該以怎樣的狀態(tài)存在呢？）在這個探究活動中，學(xué)生利用已有的知識進(jìn)行科學(xué)推理與分析，細(xì)胞內(nèi)外都是水溶液，磷脂分子頭部親水而尾部疏水，所以雙層磷脂分子的頭部朝向細(xì)胞膜的兩側(cè)，尾部均朝向膜中間，即尾對尾。這種理解屬于深層次理解，達(dá)到了知其然更知其所以然。

資料四：2O世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶分解。提出問題：從該實驗?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論? 學(xué)生對蛋白酶的專一性還不是很了解，可以通過下列問題提示：①初中生物課上我們學(xué)習(xí)了食物的消化，食物中的蛋白質(zhì)是在哪里開始化學(xué)性消化的？為什么？②胃蛋白酶可以消化淀粉和脂肪嗎？為什么？

通過上述問題，學(xué)生會很順利地推理出“細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)”這一結(jié)論。此時新問題順勢而出：我們已經(jīng)知道了細(xì)胞膜中的磷脂雙分子層的排布方式，蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜中是如何分布的？和磷脂雙分子層位置關(guān)系如何？

資料五：羅伯特森（J.D.Robertsen）的電鏡實驗（1959年）

用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—明—暗三層結(jié)構(gòu)。厚約7.5 nm，由厚約3.5 nm的較亮層，以及內(nèi)外表面各為厚約2 nm的較暗層構(gòu)成。

提出問題：你認(rèn)為該實驗結(jié)果說明了什么問題？（可以提示學(xué)生，當(dāng)時羅伯特森用鋨酸處理了實驗材料，蛋白質(zhì)經(jīng)鋨酸作用后形成高電子密度的鋨黑，在電鏡下可見。）

這個問題學(xué)生很容易能回答出來。然后告訴學(xué)生，羅伯特森于1959年提出了單位膜模型：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)，稱之為單位膜。

介紹單位膜模型后，告訴學(xué)生單位膜模型有其不足之處。1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）利用免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研究結(jié)果證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)又證明，蛋白質(zhì)分子不僅在膜的兩側(cè)，中間也有。這就推翻了羅伯特森認(rèn)為的蛋白質(zhì)只在膜的兩側(cè)的觀點。提出問題：根據(jù)以前所學(xué)知識，你能找出單位膜模型還有什么不足之處嗎？說一說你的理由。讓學(xué)生利用已有的知識評價單位膜模型，有利于學(xué)生批判性思維能力的提高，并且能很好地讓學(xué)生認(rèn)同科學(xué)理論的可修正性，對于情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)的達(dá)成起到很好的作用。但是這個問題有一定難度，教師可以提示學(xué)生：關(guān)于第二點不足，我們再看一看單位膜模型的基本內(nèi)容，其中提到“蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合”，這樣羅伯特森就把蛋白質(zhì)和磷脂看作了靜止的結(jié)構(gòu)，同學(xué)們想一想，你們認(rèn)為這個觀點正確嗎？能不能根據(jù)我們所學(xué)的知識找到反駁的證據(jù)？

學(xué)生可以找到有關(guān)證據(jù)，如變形蟲的運(yùn)動，白細(xì)胞的吞噬作用等，此時，教師可以通過多媒體展示變形蟲的運(yùn)動和細(xì)胞融合實驗，告訴學(xué)生兩個物種的細(xì)胞可以在促融劑的作用下融合為一個，這就充分說明了細(xì)胞膜不是靜止的。關(guān)于細(xì)胞融合實驗，既讓學(xué)生對細(xì)胞膜的流動性有了感性認(rèn)識，又為后面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計埋下了伏筆。

提出問題：20世紀(jì)60年代，就有人對單位膜的靜態(tài)觀點提出異議。后來，科學(xué)家的繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜不是靜止的，而是具有一定的流動性，如果讓你們設(shè)計一種實驗方法，去研究這個問題，你認(rèn)為實驗該如何進(jìn)行？

由于學(xué)生對實驗設(shè)計比較陌生，所以采用問題引導(dǎo)式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生一步步走向成功，體驗成功的樂趣。①膜的流動性，從微觀上是如何體現(xiàn)的？②觀察到什么現(xiàn)象才能說明細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子是運(yùn)動的？③不做任何處理的細(xì)胞，其膜蛋白分子的運(yùn)動直接在顯微鏡下觀察可以嗎？④染色時要注意什么問題？染料應(yīng)該有什么特點？⑤應(yīng)該怎樣對細(xì)胞進(jìn)行染色？⑥細(xì)胞那么??？可能一半染一種顏色，另一半染其他顏色嗎？怎樣能得到兩個半球不一樣顏色的細(xì)胞？ 以上問題，采用臺階遞進(jìn)式提出，引導(dǎo)學(xué)生步步深入，在這個過程中學(xué)生思維能力和實驗探究能力的提高是必然的。然后出示資料六，告訴學(xué)生，科學(xué)家和我們想的是一樣的。讓學(xué)生體驗成功的快樂。

資料六：Larry Frye等的人、鼠細(xì)胞融合實驗（1970年）利用免疫熒光染色技術(shù)，將人和鼠的細(xì)胞膜用不同的熒光抗體染料標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，37℃條件下培養(yǎng)40分鐘，發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。1℃條件下培養(yǎng)40分鐘，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的兩極顏色未改變，只是在融合的部位有部分顏色混合。

提出問題：該實驗結(jié)果說明了什么問題？

學(xué)生通過思考很容易得出結(jié)論：細(xì)胞膜不是靜止的。而是具有一定的流動性，并且流動性的強(qiáng)弱和溫度有關(guān)。

此時，很自然地告訴學(xué)生，1972年，桑格和尼克森通過觀察和實驗，并在繼承前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了生物膜分子模型，即流動鑲嵌模型，并被人們所接受。經(jīng)歷了前面的探究過程，學(xué)生接受流動鑲嵌模型是水到渠成的。流動鑲嵌模型的具體內(nèi)容：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(cè)，疏水性的尾部相對朝向內(nèi)側(cè)； ②蛋白質(zhì)分子鑲嵌、貫穿或覆蓋在磷脂雙分子層上； ③在細(xì)胞膜的外側(cè)，有糖蛋白構(gòu)成的糖被；④磷脂分子和大多數(shù)的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動的，體現(xiàn)了膜的流動性。

提出問題：生物膜的流動鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？請說說你的看法。以小組討論的形式進(jìn)行課堂活動，讓學(xué)生對流動鑲嵌模型進(jìn)行客觀地評價。有利于學(xué)生批判性思維能力的發(fā)展，并且促進(jìn)學(xué)生認(rèn)同科學(xué)結(jié)論的可修正性與發(fā)展性，順利達(dá)成情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。通過這個過程，學(xué)生普遍認(rèn)識到生物膜的流動鑲嵌模型不是完美無缺的，隨著實驗技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，對膜的研究將更加細(xì)致入微，流動鑲嵌模型將會得到進(jìn)一步的完善。

根據(jù)學(xué)生的情況，教師還可以介紹Wallach于1975年提出的晶格鑲嵌模型以及Jain和White于1977年提出的板塊鑲嵌模型，其目的是讓學(xué)生充分認(rèn)識到科學(xué)理論的發(fā)展性，從情感態(tài)度與價值觀方面更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。再提出問題：縱觀整個生物膜模型的研究過程，從科學(xué)研究的角度看，你受到了哪些啟示？ 這個問題仍采取小組討論—代表回答—教師評價與總結(jié)的方式，問題的探討有助于學(xué)生感悟科學(xué)研究的過程與特點，對于科學(xué)研究的繼承性、合作性、修正性與發(fā)展性有更深刻的認(rèn)識。3.3 布置作業(yè)

利用生活廢棄物制作一個細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型。

該作業(yè)的完成有助于學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型，并且有助于學(xué)生的興趣發(fā)展。主要參考文獻(xiàn)：

1.劉本舉．例析科學(xué)史的教育功能與教學(xué)實踐．生物學(xué)教學(xué)，2006，2

2.劉本舉．資料型探究活動在課堂教學(xué)中的應(yīng)用和體會．生物學(xué)教學(xué)，2004，11 英文題目：Teaching designing according to science history about “fluid mosaic model” Key word: fluid mosaic model

science history

Teaching designing 作者： Liu benju 歡迎閱讀本文檔！

第三篇：“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)教學(xué)設(shè)計

“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)教學(xué)設(shè)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(shù)、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(xué)過程，通過探究讓學(xué)生凝聚到學(xué)習(xí)活動中來，實現(xiàn)學(xué)生在知識、能力和情感領(lǐng)域的自主發(fā)展。

關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu)成分 結(jié)構(gòu)特點 流動鑲嵌模型 小組合作

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)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(xì)胞》第四章第二節(jié)的內(nèi)容，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗彼从车纳锬ξ镔|(zhì)的進(jìn)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(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健钡幕A(chǔ)。整章內(nèi)容表現(xiàn)為“實例――結(jié)構(gòu)――功能”的結(jié)構(gòu)體系，本節(jié)內(nèi)容起承上啟下的作用。高中學(xué)生已具備了一定的觀察、認(rèn)知和思維能力，對事物的本質(zhì)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(nèi)容的教學(xué)設(shè)計旨在教師的引導(dǎo)下，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，在實現(xiàn)學(xué)生知識領(lǐng)域發(fā)展的同時，使學(xué)生的能力和情感也得到提升。教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo)

① 簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容；

② 舉例說明生物膜具有的流動性特點。

2.2 能力目標(biāo)

① 分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程，嘗試提出問題，大膽做出假設(shè)；

② 發(fā)揮空間想象能力，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)

① 形成生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點；

② 認(rèn)同技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，形成用發(fā)展的觀點看待科學(xué)的觀念。教學(xué)重難點

3.1 教學(xué)重點

① 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程；

② 生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容。

3.2 教學(xué)難點

① 探討建立生物膜模型的過程，如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點；

② 生物膜的流動性特點。教學(xué)過程

4.1 播放動畫，導(dǎo)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(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度分析哪種材料更加類似于變形蟲的細(xì)胞膜。學(xué)生很快回答：彈力布。教師追問原因，引導(dǎo)學(xué)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(xì)胞膜在內(nèi)的生物膜的結(jié)構(gòu)到底是怎樣，引出課題。

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

4.2 閱讀資料，分析結(jié)構(gòu)成分

教師展示資料一：

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

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

設(shè)計意圖：資料及問題比較簡單，學(xué)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(xué)習(xí)、獲取信息的能力。同時學(xué)生感受到科學(xué)研究的反復(fù)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(dǎo)作用。

4.3 利用教具，建立結(jié)構(gòu)模型

教師展示資料二：

1925年，荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel用丙酮分離出哺乳動物的紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì)，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(xì)胞表面積的2倍。

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

學(xué)生在討論后得出膜內(nèi)有兩層磷脂分子的結(jié)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(xué)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(shè)計膜中磷脂分子的排布方式。

在學(xué)生對于磷脂分子性質(zhì)掌握的基礎(chǔ)之上，分小組討論并利用道具模擬設(shè)計膜內(nèi)磷脂分子的排布方式。

設(shè)計意圖：磷脂分子的排布是微觀的，學(xué)生缺乏形象認(rèn)識。教師若直接展示結(jié)構(gòu)模型，必然失去探究性學(xué)習(xí)的過程，不能獲得較好的教學(xué)效果。通過教師引導(dǎo)學(xué)生逐步進(jìn)入探究的殿堂，學(xué)生小組合作探究到兩層磷脂分子的排布方式，既使學(xué)生感受學(xué)習(xí)的樂趣，又增強(qiáng)小組分工合作的能力。學(xué)生對本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)可能會遇到瓶頸。首先學(xué)生不一定能準(zhǔn)確的得出“雙層磷脂分子”的結(jié)論，后續(xù)過程將很 難開展，筆者在這種情況下利用學(xué)案的對折和展開的對比分析進(jìn)行突破。第二個瓶頸是學(xué)生可能會對磷脂分子的性質(zhì)掌握不透徹或者即使在掌握了磷脂分子親疏水性，在設(shè)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(cè)”的錯誤模型，所以在小組動手操作之前教師可以以人紅細(xì)胞為例介紹膜外和膜內(nèi)的液體環(huán)境。

教師引導(dǎo)：我們共同設(shè)計出細(xì)胞膜中磷脂分子的排布模式圖（圖2）。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)完成了嗎？還缺什么？蛋白質(zhì)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(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。通過課件中語音介紹電子顯微鏡技術(shù)：“電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因蛋白質(zhì)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(zhì)―脂質(zhì)―蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)模型，并且描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。對此你認(rèn)同嗎？

第四篇：《生物膜的流動鑲嵌模型》教學(xué)案例

《生物膜的流動鑲嵌模型》教學(xué)案例

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0145-01

一、教材分析

本節(jié)是高中生物人教版必修1第4章第2節(jié)內(nèi)容。在本章中共3節(jié)內(nèi)容，前一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗敝兄饕f明細(xì)胞膜是選擇透過性膜，膜為什么具有選擇透過性？這就與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，膜的結(jié)構(gòu)又是解釋后一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健钡幕A(chǔ)。由此可見，本節(jié)內(nèi)容在第4章中起著承上啟下的作用，有助于學(xué)生建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。

在本節(jié)的內(nèi)容編排中，首先回顧了科學(xué)家對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。在此，通過引導(dǎo)學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論，使學(xué)生切身感受科學(xué)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(xué)生加深對科學(xué)過程和方法的理解，使其明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過程；真理須通過實踐驗證；科學(xué)學(xué)說是需要不斷修正、發(fā)展和完善的；科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步可以更好地促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。其次，闡述了細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說中，細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍接受認(rèn)同的，能較好地解釋人們對細(xì)胞膜功能的認(rèn)識。在此，學(xué)生必須展開想象力，在頭腦中構(gòu)建細(xì)胞膜的空間結(jié)構(gòu)，理解和掌握流動鑲嵌模型的基本要點，繼而為理解下一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞阶鱿轮R的鋪墊。

二、學(xué)情分析

雖然，學(xué)生對組成細(xì)胞的分子、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜是生命系統(tǒng)的邊界等知識已有了解，為本節(jié)知識的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但是，因為我所教的班級是學(xué)校中的平行班，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱，學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望不強(qiáng)烈，對生物的學(xué)習(xí)積極性也一般，所以要想喚醒學(xué)生沉睡的欲望，調(diào)動學(xué)生的積極性，就只能通過提高課堂中活動的交互性，突出課程的趣味性，加強(qiáng)與生活的聯(lián)系，才能來充分激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

（1）通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)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(nèi)容。

2.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)

（1）生物膜結(jié)構(gòu)的研究是基于生物膜的功能特點來開展的，此節(jié)需要樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辯證唯物主義自然觀。

（2）理解假說的提出要有實驗和觀察的依據(jù)，需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，并要通過實驗進(jìn)一步驗證，進(jìn)而來形成正確的科學(xué)價值觀。

（3）正確認(rèn)識實驗技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展中的作用。

3.能力目標(biāo)

（1）通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，學(xué)習(xí)做出假設(shè)。

（2）發(fā)揮空間想象力，通過制作模型，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。

四、教學(xué)重點、難點

1.教學(xué)重點：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。

2.教學(xué)難點：探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。

五、教學(xué)過程

（一）溫故知新，導(dǎo)入新課

回顧上節(jié)所學(xué)的細(xì)胞膜的功能特點，教師引導(dǎo)思考細(xì)胞膜的這一特性要求其結(jié)構(gòu)具有什么樣的特點，進(jìn)而進(jìn)入今天所學(xué)。

（二）構(gòu)建新知，解決問題

PPT呈現(xiàn)資料，讓學(xué)生閱讀實驗資料探究，小組討論合作學(xué)習(xí)

實驗一：1895年E.Overton用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過細(xì)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(jié)論？（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、分離和鑒定嗎？

實驗二：20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。

問題：（1）你能推測出什么結(jié)論？（2）在此實驗中為什么要選用紅細(xì)胞膜來進(jìn)行分析？

實驗三：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提紅細(xì)胞膜脂質(zhì)實驗：將抽提出的脂質(zhì)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(dāng)于所用的紅細(xì)胞表面積的2倍。

問題：（1）你能推測出什么結(jié)論？（2）細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會排列為連續(xù)兩層呢？細(xì)胞膜中的磷脂分子會排列成怎樣的兩層呢？用磷脂分子模型排列出來比較哪種情況膜穩(wěn)定性強(qiáng)？

教師補(bǔ)充介紹：磷脂分子結(jié)構(gòu)（由親水的頭部和疏水的尾部來構(gòu)成）

思考：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置？

實驗四：1959年，J.D.Robertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細(xì)胞膜暗―亮―暗的三層結(jié)構(gòu)，提出單位膜結(jié)構(gòu)模型。

問題：（1）單位膜結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容是什么？（2）單位膜結(jié)構(gòu)有什么缺陷？（3）有哪些證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動的呢？教師放映變形蟲的變形運(yùn)動動畫。

實驗五：20世紀(jì)60年代，科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞學(xué)說結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)顆粒存在的方式。

實驗六：展示1970年L.D.Frye和H.Edidin的人――鼠細(xì)胞融合實驗。

問題：該實驗表明什么？

實驗七：展示1972年桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型示意圖。

問題：（1）細(xì)胞膜的組成成分？（2）細(xì)胞膜的基本支架？（3）蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？（4）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特點？

（三）手工制作，交流展示

教師提供材料：制作生物膜模型的廢舊物品（電線，泡沫，鐵絲，藥丸的球形蠟殼等），引導(dǎo)同學(xué)現(xiàn)場制作生物膜模型，并展示與評價他人作品。

（四）課堂小結(jié)：用概念圖的形式師生共同進(jìn)行總結(jié)。

（五）布置作業(yè)：教材P69練習(xí)，《三維設(shè)計》本節(jié)的隨堂基礎(chǔ)鞏固。

六、教學(xué)反思

在本節(jié)的教學(xué)設(shè)計中首先由科學(xué)探究史的呈現(xiàn)與環(huán)環(huán)相扣的問題來引導(dǎo)學(xué)生探究體驗科學(xué)研究的一般過程；其次在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生自己總結(jié)出流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容，并且讓學(xué)生在學(xué)習(xí)模型的建構(gòu)中，充分利用自己身邊的材料制作了生物膜模型，使其加深了對相關(guān)知識的理解，同時變廢為寶，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生探索生活中廢物的利用和教學(xué)資源的開發(fā)。

這節(jié)課的內(nèi)容雖然較為抽象不易理解，但在設(shè)計時既有資料的探究、小組的討論學(xué)習(xí)、又有通過多媒體課件的展示、學(xué)生模型的制作等多種手段來促進(jìn)學(xué)生動腦、動口、動眼、動手，由此充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分落實了新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的自主、探究、合作學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，有效的實現(xiàn)了課程的三維目標(biāo)，貫徹了新課改的精神。不足之處是在模型的構(gòu)建中需進(jìn)一步打開學(xué)生的思維。

第五篇：生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)反思

《生物膜的流動鑲嵌模型》教學(xué)反思

本節(jié)是人教版第四章第二節(jié)的內(nèi)容，之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，了解到細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜在組成成分和結(jié)構(gòu)上很相似，在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系，并且學(xué)生了解到生物膜都是選擇透過性膜，結(jié)構(gòu)決定功能，因此本節(jié)將深入探討生物膜的結(jié)構(gòu)，本節(jié)的重點是利用資料和模型嘗試讓學(xué)生自己構(gòu)建生物膜流動鑲嵌模型的過程。

資料一：

歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過上萬次的實驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。

資料二：

20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。

師：從資料1和2中我們可以知道細(xì)胞膜的主要成分是什么？ 生：脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 資料三：

1925年,兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。

師：通過實驗現(xiàn)象可以得到怎樣的推論？

生：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！

教師介紹磷脂分子的結(jié)構(gòu)并且提出問題讓學(xué)生做一個大膽的推測，并且畫出來

師：細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測和想像一下，在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中是怎樣排布的呢？

生：

資料四：

1959年，羅伯特森用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，顯示暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。

資料五：

1970年熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗

資料六：

蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)有有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。

師：請學(xué)生構(gòu)建生物結(jié)構(gòu)，并畫出來 生：

本節(jié)課以資料和問題為紐帶，讓學(xué)生以探索者、研究者的身份投入學(xué)習(xí)的。學(xué)生小組合作，通過思考與討論，親身體驗科學(xué)是一個不斷發(fā)展的動態(tài)過程；在科學(xué)領(lǐng)域沒有終極真理，質(zhì)疑和爭論不僅是正常的，而且能促進(jìn)科學(xué)的進(jìn)步。通過多媒體的輔助活躍了課堂氣氛。將一些本來不太好理解的問題簡單化，取得了較好的效果，也得到了學(xué)生的認(rèn)可。這節(jié)課讓我深深感到：要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念與教學(xué)模式，真正地讓學(xué)生的主體性得到充分發(fā)揮，在教師的誘導(dǎo)下，能夠獨(dú)立地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。讓學(xué)生真正地“動”起來。同時培養(yǎng)立德樹人的美育。