设计细胞膜.docx

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设计细胞膜

总体的指导意见仅供参考：

1.科学史材料的选择

资料收集的很充分，但资料篇幅过多，以学定教，应该根据学情选择性的使用科学史，如何利用就应该有选择，不然学生很容易疲倦，一般5个左右最适宜。

2.多元化的教学策略

科学史的教学，不应该仅仅是科学资料的分析，应该尝试学会利用多元化的教学策略——有读书指导法、实验法、等等

3.生物是实验科学，这节课又是流动镶嵌模型，所以要充分落实新课程思想——理论联系实际，重视学生的创新能力和实践能力，教学设计应该更多地体现。

4.充分利用资料，指导学生设计实验

比如细胞膜的流动性，可以利用材料去设计实验，不必非要转化成资料，把很好的实验素材给埋没了。

比如，提供一些荧光材料，可以标记蛋白质，证明其具有流动性（……）学习科学史，充分体验了探究历程，又提高了实践能力及试验思想。

即：

教学设计时不一定非要利用科学史的材料，其实也可以将科学史材料进行加工，引导学生进行试验设计。

5.小组合作

加入实验设计到最终的流动镶嵌模型是可以亲手操作的，又可以利用分组法进行

6.设计思路参考：

思路一：

充分利用资料，让学生学习科学史过程去构建模型

思路二：

充分利用资料，学习科学史过程+利用资料设计实验+构建模型

资料—模型（小组操作）—修正—模型—试验设计—流动镶嵌模型

7.科学史资料也就仅仅是材料而已，而是应该充分利用材料，挖掘材料进行相关实验的探究，而且应该多元化

《细胞膜》教学设计

高斯

一、教学背景分析

1、教学内容分析：

本节内容介绍了人类探索生物膜结构的过程和方法，可以加深学生对科学的历史和本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构与功能相统一，技术手段的进步促进科学的发展的观点，对学生情感态度与价值领域的发展有重要价值。

根据这节内容，教师创设情境，让学生置身于探究情境之中，培养创新精神，构建科学概念。

2、学情分析：

学生在初中的学习中已经对细胞膜有了一定的了解，而且通过之前生物课的学习，学生已经有了“结构和功能相适应”及“技术的发展促进生物科学领域的发展”的观点，并能尝试着用这些观点分析问题。

本节内容深入到亚显微水平和分子水平，多种化合物如何有序排列构成细胞膜并表现其特性，比较抽象，学生难以理解。

因此需要教师在教学中应用多种教学手段，激发学生的学习兴趣，将微观的内容具体化、形象化，从而提高学习效果。

前几节课已经学习了生物有机大分子，利用学生的知识基础并遵循学生的认知规律，通过适当的教学策略，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展。

2、教学目标

（一）知识目标：

1、描述细胞膜的结构及特性。

2、举例说明生物膜具有流动性特点。

3、简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。

4、通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律。

（二）能力目标：

1、探究磷脂分子在不同条件下的排列方式，培养学生分析问题、运用信息解决问题的实践能力。

2、通过分析现象，提出问题，做出假设，得出结论，培养学生科学的思维方法。

3、分析科学家建立生物膜结构模型过程，发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。

（三）情感目标：

1、介绍探究细胞膜结构的发展史，使学生感受科学技术发展的日新月异，激发其探求生命科学奥秘的兴趣，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辩证的科学观。

2、通过参与质膜结构模型的学习过程，渗透生物体结构与功能相统一的生物学观点，认同严谨的推理和大胆想象能力在科学发展上的作用。

3、进行科学态度及勇于探索、合作研究等科学素质的养成教育。

3、教学重、难点

重点：

1、对细胞膜结构的探索历程。

2、细胞膜的结构和特性。

3、细胞膜的流动镶嵌模型学说的基本内容

难点：

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点。

4、教学流程简图

细胞膜是由脂类物质所组成

推测膜中可能还含有蛋白质

资料三

强调磷脂的结构组成

细胞膜由两层磷脂分子组成

生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”组成

蛋白质在膜中的分布是不对称的。

总结细胞膜流动镶嵌模型的基本内容

习题巩固

五教学过程

教学环节与核心问题

教学意图

学生活动

教师理答

导入

同学们，在前言部分我们已经知道生命起源于原始海洋，那时候气温特别高，你们想一想有没有生物生存啊？

不具备生物生存的基本条件，但后来气温下降了，地表温度也下降了，在海洋中开始出现了蛋白质，核酸等一些具有生命的物质，而这些生命物质独立出来，具备不具备生命的特征？

在原始海洋中，它们相互作用，经过亿万年的进化，奇迹出现了，在这些物质的外面出现了一层膜结构，那么这样它们就可以和外界进行物质的交换，吸收营养物质，排出代谢废物，这样它们就具备了生命的特征——最基本的新陈代谢。

由此可见，膜的出现是生物起源过程中至关重要的阶段。

今天我们就来探究一下细胞膜的结构和功能。

早在100多年前，科学家就已经开始研究细胞膜了，让我们来看一下科学家的足迹。

材料1：

1895年，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：

凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易进入细胞膜。

思考与讨论：

你可以得出什么结论？

资料2：

科学家在实验中发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。

根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论?

知道细胞膜中的成分了，脂质和蛋白质，就像建造房子，有了材料，那房子是如何排列的,结构如何？

蛋白质和脂质是如何排布的呢？

材料3：

脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的.

根据磷脂分子的结构特点，展开你的想象力，尝试画出磷脂分子在水—空气界面中的排布方式？

单个磷脂分子在空气-水界面的形态如何？

教师引导学生画出磷脂分子在水—空气界面中，水槽中的排布方式

学生以小组为单位讨论画出磷脂分子在以下四种情况中的排列方式：

1.磷脂分子在空气---水界面上铺展成单分子层

2.磷脂分子在水槽档板的空隙中

3.磷脂分子在细胞表面的排列

看图请你描绘一下

我们猜测磷脂分子是以双层的形式排列的，是不是这样的呢？

我们来看科学家做的实验。

资料4：

E.Gorter和F.Grendel对血影的研究

1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气---水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。

你能得出什么结论？

磷脂的排列我们已经了解了，是双层排列的，那蛋白质呢？

对于蛋白质的研究科学家曾一度陷入了困境，因为技术达不到，随着科学的发展，电子显微镜诞生了，于是科学家做出了下面的实验。

资料5：

以下是在电子显微镜下观察到的超薄切片技术获得的细胞膜照片

同学们观察一下细胞膜的有什么现象？

暗的是什么？

亮的又是什么呢？

1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）的“单位膜”模型,认为生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构。

细胞膜由双层脂类分子及内外表面附着的蛋白质构成的“三明治”模型．

细胞膜是不是静止不动的呢？

20世纪60年代，“三明治”静态结构模型遭到质疑

举例：

白细胞吞噬细菌，变形虫的运动，细胞分裂等等

得磷脂双分子层的这种结构是否静态的、僵化的？

很多同学否定这样的观点。

如果细胞膜是静态的、僵化的，那么细胞的许多功能就很难实现，来看科学家做的实验。

资料6:

随着技术的进步,为了揭示膜的结构，科学家进行了一项细胞冰冻蚀刻实验:

蛋白质镶嵌、嵌入、横穿在磷脂双分子层中。

蛋白质在膜中的分布是不对称的。

资料7：

许许多多科学家对细胞膜的研究都有独特的解释。

1972年，桑格和尼克松（S.J.Singer&G.Nicolson）吸取了许多科学及的经验，提出了流动镶嵌模型

生物膜的基本支架是什么？

蛋白质分子有几种存在形式？

磷脂分子和蛋白质分子都是运动的么？

请你试图绘制细胞膜的流动镶嵌模型

1、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?

2、人在探究细胞膜的过程中，技术的发展起到了什么作用？

小结

膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,他将生命物质与外界分隔开产生了原始细胞,细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。

回顾生命的起源，核酸以及蛋白质等，引出细胞膜，激发学生兴趣

创设情境，引导学生一步步地分析科学家的实验和结论

介绍细胞膜结构的发展史，使学生感受科学技术发展的日新月异，激发其探求生命科学奥秘的兴趣。

锻炼学生获取信息的能力

培养学生画图，识图，获取信息的能力

锻炼学生分析实验的能力。

培养学生识图能力

运用信息于学习的实践能力

使学生认识到科学技术呈现日新月异的发展态势，要用开放的观点、发展的眼光对待.

启发学生要勇于创新，勇于发现，善于沟通，善于发现。

培养学生组织语言的能力，提取信息的能力。

事实与理论不符来继续推动探索细胞膜的结构

让学生认识到科学发展是永无止境的

创设情境，设计问题，引导学生分析。

认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学，树立辩证的科学观。

没有

生命的进化过程是需要条件的

不具备

根据相似相溶性原理，细胞膜是由脂质组成。

相似相溶原理

蛋白酶分解蛋白质的原理

蛋白质

发表看法。

尝试回答

尝试画图

小组讨论

细胞膜是由脂双层组成，并不是一层

有亮有暗

脂质和蛋白质

可以运动

思考

思考倾听

尝试回答

思考回答

膜的出现是生物起源过程中至关重要的阶段，把细胞内外环境分隔开。

细胞膜是由一层连续的脂类物质所组成。

推测膜中可能还含有蛋白质

强调磷脂的结构组成，头部磷脂的亲水性和尾部脂肪酸的疏水性，解释细胞膜中的磷脂是双层的。

教师明确提出磷脂分子是构成细胞膜的主要成分，并且为双层。

供给学生磷脂分子的模式图片并进行适当说明。

电子显微镜用电子束照射被检样品。

由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。

由于蛋白质电子密度高，所以显暗带，磷脂分子则电子密度低呈亮带。

脂肪酸分子的尾部可以摇摆，整个磷脂双分子层像轻油般流体能向两侧滑动，具有流动性。

这种流动性并不是无限的，因为在磷脂双分子中间夹杂着“刚性”的胆固醇，它像弹簧一样连接磷脂双分子层

这说明：

细胞膜具有一定的流动性。

“三明治”模型不仅不是静止的，流动的，而且蛋白质的分布随着新技术的诞生，也产生了新的模型。

教师总结细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。

1、膜结构的基础——脂双层。

（主要成分是磷脂分子，是可以运动的，具有流动性。

）

2、蛋白质分子有的镶嵌、有的嵌入、有的贯穿在磷脂双分子层。

（体现了膜结构内外的不对称性和流动性）

3、膜在结构特性上具有流动性

六课后反思：

本节课的教学思路完整流畅，教学任务环环相扣。

以科学发展史为线索，按科学研究过程不断设疑，层层递进。

教师充分发挥主导作用，积极引导学生发挥主体意识和能力。

本节课通过设置多个问题，引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，始终保持高昂的兴趣，能主动地获取科学知识，自然地接受流动镶嵌模型的理论，并且加深对科学过程和方法的理解。

充分体现学生的主体地位：

本节课采用“创设情境—提出问题—解决问题—进一步提出问题”的教学程序，大部分学生可以自主、准确地获取知识，更重要的是，学生对知识的获得，是通过自己的理解、分析、再理解的方式分析、总结归纳得出，学生学习热情较高，教学效果良好。

学生通过这种学习方式获得的知识，是深刻的，持久的。

这节课让我觉得教师也要像科学家解答科学问题那样处理教学问题。

教学过程可能因学生的心理发展而变得纷繁复杂、变得不可盲目预测。

教师必须在与学生教学互动中，不断摸索寻求新的教学途径，达到教学目标。