第2節「生物膜的流動鑲嵌模型」的教學設計
吳江市蘆墟中學馬育國牛軍銳
1【設計思想】
1.1突出科學史的教育。科學史的教學是在新教材中特別強調和突出的，在舊教材中涉及不多，要教好不容易。
備課過程老師要細緻策劃如何有效地引導學生分析不同時期不同科學家的實驗及假說，評價他們的貢獻；要能通過一連串的環環相扣的問題來引導學生思維，要讓學生感到身臨其境，彷彿自己就是那個科學家在思考研究；最後讓學生從中總結出科學發現的一般規律。
1.2 生物膜結構模型的構建是本節要突破的乙個難點問題。本節課中，利用蛋白質分子和磷脂分子的特點，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，這樣讓學生不但形象、直觀的了解了模型構建的過程、也讓他們置身其中、探索奧妙並體驗了成功的喜悅。
對於本節課的另一難點---細胞膜的流動性特點通過多**課件突破，通過幻燈片放映各個科學家研究的**、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、在輕鬆中學，學的有效。
2【教學三維目標】
1．知識與技能
1）簡述生物膜流動鑲嵌模型的基本內容
2）舉例說明生物膜具有流動性的特點。
3）嘗試利用廢舊物製作生物膜模型
4）通過分析科學家建立生物膜模型的過程，闡述科學發現的一般規律。
2．過程與方法
1）通過分析科學家建立生物膜模型的過程，嘗試提出問題，做出假設。
2）發揮空間想象力，通過製作模型，嘗試構建細胞膜的空間立體結構。
3．情感態度與價值觀
1）生物膜結構的研究是立足於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生物學辨證觀點。
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，並通過實驗進一步驗證
3）正確認識技術在科學研究中所起的作用
3.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
4教學難點：1．**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
5.教具準備：1．與生物膜結構探索過程相關的科學家**及其實驗**資料
2．磷脂分子、蛋白質分子模型，生物膜流動鑲嵌模型的多**課件
6.教學過程
6.1 教學匯入過程，創設問題情景
創設問題：細胞膜是由哪些成份構成的？生物膜對物質進出為什麼具有選擇性呢？根據結構和功能相適應的特點，科學家又是怎樣確定生物膜的呢？
設計意圖：通過設計的問題，使學生通過回憶已熟知的知識，激起**新問題慾望----科學家是如何研究生物膜的。
6.2 互動**過程，撥開知識迷霧
6.2.1 分析資料，進行科學**和討論交流，體驗生物膜結構的探索歷程
教師：人們對事物的認識是有乙個過程的，科學家當年正是懷著對物質跨膜運輸現象產生的疑問，開始了對生物膜結構的孜孜以求地探索，歷經了一百多年時間，走過了一條曲折的道路，直到現在仍有許多科學家在繼續深入研究。下面讓我們一起重溫這段歷史，和科學家一起**生物膜的結構。
限於當時的技術條件，人們還不能親眼看到生物膜，無法想像它的結構是什麼樣的，只知道物質的跨膜運輸具有選擇性，那麼，我們通過什麼辦法進行第一步的**呢？
當時科學家就是從生理功能入手來進行**實驗的，假設我們就是那個時代的科學家，我們和歐文頓他們一起進行了如下實驗，，那麼你根據實驗的現象會提出什麼樣的理論模型呢？
板書：一、生物膜的**歷程
板書：1．從細胞膜功能入手的科學**
多**展示：[小資料1] 細胞膜的通透性實驗：
2023年科學家overton在研究各種未受精卵細胞的透性時，發現脂溶性物質易透過細胞膜，不溶於脂類的物質透過細胞膜十分困難。這一事實說明了什麼？
[小資料2] 細胞膜提取分離和成分分析實驗
20世紀初，隨著科學技術的發展，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發現細胞膜不但會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。你從該實驗中能得出什麼結論？
學生活動：討論回答下列問題：
①資料1的實驗現象是什麼？ ②根據資料1和資料2的實驗現象，你能提出細胞膜是由哪些化學成分構成嗎？
教師：同學們和歐文頓一樣聰明，推測出膜由脂質組成的。資料1和資料2的實驗中我們得出，膜的主要成分是脂質和蛋白質，並且知道技術的發展對科學研究具有重要作用。
那麼，脂質在細胞膜中是如何排布的呢？
板書 2.單位膜模型的提出
多**：[小資料3] 兩位荷蘭科學家戈特和格倫德對血影的研究
2023年，荷蘭科學家 e. gorter & f. grendel ，將紅細胞膜的磷脂分子抽提出來，在空氣/水介面上排成單分子層.
測得脂質展開的單分子層面積恰為紅細胞表面積的二倍。
學生討論：①該實驗的結論是什麼？細胞膜中的脂質分子排列為連續的兩層
②細胞膜中的脂質為什麼會排列為連續的兩層呢？
多**：[小資料4]2023年歐文·朗繆爾將提取的膜質鋪展在水盤的水面上，發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。於是他提出：
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—空氣介面上磷脂分子是「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介面上展開為一層。
教師：下面請大家分組討論，利用手中的磷脂分子模型擺出下面兩種情況下磷脂的分布情況①在空氣-水介面上②完全浸沒在水中③生物膜的磷脂分子是怎樣組成雙磷脂分子層的？
學生活動：小組討論交流，練習本上繪製磷脂分子的排布圖，小組代表發表小組討論結果，實物投影演示部分同學的成果。
教師：生物膜的內外兩側都有水溶液，那麼，生物膜中的雙層磷脂分子的排布到底應該是哪一種呢？
學生思考、板畫或本子上畫得出一致答案：
教師：上面的學習我們已經知道，生物膜中還有蛋白質等，那麼，蛋白質和磷脂的位置關係又是如何的呢？
多**展示[小資料5] 羅伯特森的「三明治」結構模型
時間：2023年
科學家：羅伯特森（
實驗：羅伯特森用超薄切片技術在電鏡下觀察到細胞膜，獲得了清晰的細胞膜電鏡**，看到了暗－亮－暗的三層結構。
（補充小知識：蛋白質：電子密度高，顯黑色發暗磷脂分子：電子密度低，發亮）
學生討論問題：①根據實驗結果你能提出什麼假說？
教師：我們和羅伯特森一樣，做出了生物膜是由蛋白質-脂質-蛋白質三層結構組成的，並且羅伯特森把生物膜描述成靜態的統一結構。那麼，就我們現有的知識，大家思考討論生物膜的「三明治」模型有沒有不足之處呢？
學生討論：變形蟲的攝食過程，人體白細胞吞噬病原體的過程，細胞的生長等
教師：大家的例子很好，那麼，蛋白質和脂質到底是怎樣分布的呢？隨著新技術手段不斷運用於生物膜的研究，科學家做了如下實驗。
板書 3.新技術帶來新模型----流動鑲嵌模型
[小資料6] 免疫螢光技術細胞融合實驗
實驗：2023年，弗雷(frye)和埃迪登(edidin)將人和鼠的細胞膜用不同螢光抗體標記後，讓兩種細胞融合，雜種細胞一半發紅色螢光、另一半發綠色螢光，放置一段時間後發現兩種螢光抗體均勻分布。
學生討論並回答問題：①本實驗的現象是什麼？
②實驗結論是什麼？
③例舉細胞膜具有流動性？
④細胞膜的流動性可能和哪些因素有關？當把溫度降到0℃時結果會怎樣？
生物膜的流動鑲嵌模型
1 什麼是生物膜的流動鑲嵌模型 生物膜指的是生物細胞中的膜狀結構，包括細胞質膜 細胞核膜 細胞器膜等等。這些膜之間以一種連續或不連續的方式連線起來，稱為內膜系統。生物膜的流動鑲嵌模型是一種生物膜結構的模型，它認為生物膜是磷脂以疏水作用形成的雙分子層為骨架，磷脂分子是流動性的，可以發生側移 翻轉等。蛋...
《生物膜的流動鑲嵌模型》教學設計
第四章細胞的物質輸入和輸出 第二節 生物膜的流動鑲嵌模型 教學設計 一 教學分析 1 教材分析 本節以較多的篇幅介紹了對生物膜結構的探索歷程，並安排了思考與討論，讓學生在認識細胞膜結構的同時，了解這些知識的來龍去脈，認識到可以通過對現象的推理分析提出假說，假說仍然需要觀察和實驗來驗證。隨著技術手段的...
生物膜的流動鑲嵌模型教學設計
一 教材分析 生物膜的流動鑲嵌模型 一節是人教版 必修1分子與細胞 第四章第二節的內容，與第一節 物質跨膜運輸的例項 所反映的生物膜對物質的進出控制具有選擇性等知識有一定的聯絡，並對第三節學習 物質跨膜運輸的方式 作了知識準備。這三節內容的聯絡主線是功能 例項 結構 功能 原理 所以，這節的內容安排...