高中生物《生物膜的流动镶嵌模型》优质课教案教学设计.docx
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高中生物《生物膜的流动镶嵌模型》优质课教案教学设计
第2节Th物膜的流动镶嵌模型
2.1设计思想
这节课以教改的新《生物课程标准》所倡导的教学理念:
面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习为设计指导思想。
把培养会学习的、具有高度科学文化素养和人文素养的人作为最终教学目标。
尝试进行信息化环境下的教学设计(信息化教学设计),即用系统方法,以学为中心,充分利用现代信息技术和信息资源,科学地安排教学过程的各个环节和要素,以实现教学过程的优化。
2.2设计思路
本节课采用“提供资料→提出问题(要求)→做出假设(构建模型)→提供实验验证”的教学模式,通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计,体现学生“自主、探究、合作”的学习方式,感受科学家探索的历程和过程的艰辛。
同时对探索历程的内容添加小标题以凸显脉络,像“层层剥去笋衣”一样,将小标题作为思考讨论的切入点一一展开,帮助学生梳理并体验结构模型的建构方法,同时理解并能够描述流动镶嵌模型的基本内容。
2.3教学程序
2.4教学过程
教师的组织和引导
学生活动
设计
意图
创设情景导入新课
(5分钟
)
【播放变形虫的摄食和消化动画】
观察一种生命现象
问题:
①变形虫的摄食与消化与什么结构有关?
②细胞膜,它具有哪些功能?
③这种功能是有什么决定的?
[过渡]结构与功能相适应,是生物学中最常用的观点,生物膜具有什么样的结构呢?
今天就让我们解开生物膜的神秘面纱,体验科学家的探索之旅(出示学习目标)
学生学习热情开始高涨,并表现强烈求知欲
点燃学生的好奇之火,激发学生对生物膜结构的强烈兴趣和渴望探索的动机。
探究磷脂分子的特性及排列方式
[过渡]一种物质或物体的结构是其组成成分间的组合形式的体现。
要弄清某一物质或物体的结构,首先要弄清其化学组成成分。
那么,细胞膜的组成成分是什么?
[小标题一]从细胞膜功能入手的科学探究
【呈现资料l】
19世纪末欧文顿(E.Overton)用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验。
发现凡是溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
问题:
①实验的现象是什么?
②欧文顿提出了什么假说?
【课堂活动一】:
分组讨论合作探究
1、最初认识到细胞膜是由脂质组成的。
是通过对现象的
推理分析得出的还是通过对膜成分的提取和鉴定?
[阅读]P65教材正文第二段。
[观察]欧文顿用500多种化学物质
对植物细胞的通透性实验
[学生回答]
①凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
②膜是由脂质组成的。
[小组讨论回答]
1.是通过推理分析得出结论的
2.有必要,因为假说是否正确需要进一步验证
3.科学技术技术条件不够发达
开始学习模型建构的方法。
假说是怎样提出的。
2、在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?
为什么?
3、为什么当时欧文顿不对膜的成分提取和鉴定?
[设疑]正是有了实验观察,科学家才有了严谨的推理和大胆的想像。
膜是由脂质组成的这一假说在19世纪被提出。
假说是否还需要进一步的实验和观察来验证和完善
【呈现资料2】
20世纪初,科学家第1次将膜从哺乳动物的红细胞分离出来。
然后用蛋白酶处理,实验现象:
细胞膜被破坏,你能得出什么结论?
通过化学分析表明。
膜的主要成分是脂质和蛋白质。
提问:
脂质和蛋白质分子是如何组成细胞膜的呢?
首先
让我们了解磷脂分子的特性
【呈现小资料】
磷脂是一种由甘油,脂肪酸和磷酸所组成的分子,头部由甘油和磷酸组成,是亲水的,尾部由脂肪酸组成,是疏水的。
亲水就是和水亲近,疏水就是和水疏远,不会和水接触,观看flash动画。
水和空气的界面,提问在水和空气的这个界面上,磷脂
分子会怎样排布?
【课堂活动二】:
合作探究构建模型
根据磷脂分子的结构特点,展开你的想象力,利用手中的材料尝试构建磷脂分子在水表面(空气一水界面)中的排布模型
总结,磷脂分子在水表面铺展成单分子层。
过渡:
那么
磷脂分子在细胞
?
阅读]P65教材正文第三段。
[小组讨论回答]
细胞膜是由哪些化学成分构成的
(膜的主要成分是脂质和蛋白质。
)
小组合作构建模型,学生上台展示模型,同学互评。
学生相互交流和自我评价
科学的探索要具备严密的思维。
了解技术进步对科学研究发展的作用
膜
中也是排布成单分子层吗?
探究细胞膜中磷脂分子的排列方式
[过渡]细胞膜中的化学成分是怎样有机结合构成细胞膜的呢?
【呈现资料3】
1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质,在空气一水界面上铺成单层分子。
测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
问题:
①实验的现象是什么?
②实验结论是什么?
③细胞膜中的脂质为什么会排列为连续的两层呢?
【课堂活动三】:
合作探究构建模型问题:
1.两层磷脂分子在细胞膜中有几种可能的排布方式?
2.尝试依据细胞膜的内外环境,哪一种是最合理的?
构建细胞膜中磷脂的排布模型
学生联想:
细胞膜中的脂质应该排
列成连续的2层
[小组讨论回答]
①测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
②细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
③磷脂分子是由磷酸、甘油、脂肪酸组成。
其磷酸“头部”是亲水性的,其脂肪酸“尾部”是疏水性的。
该结构决定了细胞膜中磷脂分子的排列方式。
学生小组合作构建模型,并对自己模型进行修正,学生代表上台展示模型,同学间互评。
探究蛋
提问:
蛋白质位于脂双层的什么位置呢?
【呈现资料4】
[展示资料4]“三明治”结构模型时间:
1959年
[阅读]P66教材正文第一段
[观察]展示罗伯特森电镜下观察到的细胞膜。
[小组讨论回答]
白
质的排列方式
科学家:
罗伯特森(J.D.Robertsen)实验:
罗伯特森电镜下观察到的细胞膜
问题:
①实验的现象是什么?
②罗伯特森提出了什么假说?
③讨论“三明治”模型的局限性?
a、分泌蛋白的分泌过程
b、植物细胞的质壁分离过程c、白细胞吞噬病菌的过程
【呈现资料5】
免疫荧光技术细胞融合实验时间:
1970年
科学家:
弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)实验:
人鼠细胞融合
问题:
①实验的现象是什么?
②实验结论是什么?
【课堂活动三】:
合作探究构建模型
重新审视罗伯特森的三明治结构模型,它是不完善的。
发挥你的想象力,提出大胆假说,构建磷脂双分子层中蛋白质的分布方式,并做出阐述。
①在电镜下看到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”三层结构。
②所有生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成的静态统一结构。
③把生物膜描述为静态的刚性结构解释不了膜的许多生理功能。
[阅读]P67教材正文第二段
[观察]Flash演示小鼠细胞和人细胞的融合过程。
[小组讨论回答]
①两种颜色的荧光均匀分布。
②细胞膜具有流动性(膜分子是
运动的)。
学生小组合作构建模型,小组互议展示出蛋白质不光有镶在表面的,还有部分或全部嵌入的,还有横跨整个磷脂双分子层的。
,
提出流动
【呈现资料6】
[过渡]随着科学技术的进步,人们从新的实验现象入手
对细胞膜的分子结构作出了新的判断。
[展示资料5]电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图时间:
20世纪60年代
实验:
科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了
[观察]科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒分布示意图。
随着技术进步,假说不断被修正和完
善。
突出模
镶
细胞膜结构中蛋白颗粒
问题:
该图说明了什么?
[智慧升华]1972年,桑格(S.J.Singer)和尼克森
(G.Nicolson)通过观察和实验,并在继承前人的研究成果基础上,提出了什么样的生物膜分子模型并被人们所接受。
【课堂活动四】:
合作探究构建模型
利用现在掌握的知识,小组合作构建生物膜的立体结构模型,并从生物膜的化学组成、结构方式、特点三方面对你构建的模型进行阐述
[动画演示]细胞膜的亚显微结构模型
[自学问题]
①生物膜的基本支架是什么?
②蛋白质分子有哪几种存在形态?
③膜分子是静止的,还是运动的?
[知识拓展]磷脂分子的运动方式。
1侧向扩散2旋转运动3摆动运动
4翻转运动5伸缩震荡6旋转异构
[设疑]生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢?
从生物膜结构的探索历程中,你受到哪些启发?
型建构方
嵌模型、
[小组讨论回答]
实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面,有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。
法:
实验推理想像→提出假说→
总
进一步验
结
证完善→不
流
断发展。
动
镶
嵌模型的特点
[阅读]P68教材正方第一段
[观察]三维立体动画演示生物膜的流动镶嵌模型
[小组讨论回答]
①亲水性头部朝向两侧,疏水性
尾部朝向内侧
②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的嵌入磷脂双分子层中,有的横跨磷脂双分子层。
(体现了生物膜的不对称性)]
③[磷脂分子和大多数蛋白质分子
都是运动的。
(体现了生物膜的结构特点具有流动性)]
实现“情感态度与价值观”课程目标。
总结结构与功能相适应的观点。
人类对自然的认
[形成共识]
1972年,桑格和尼克森提出了最具代表性的生物膜模型——流动镶嵌模型。
识是永无
止境的
[生生协作,形成共识]流动镶嵌模
型不可能完美无缺。
。
、
、
[师生合作]绘制生物膜的思维导图
小
结课堂盘点收获
1、PPT展示生物膜的探索历程,19世纪末欧文顿提出假说膜有脂质构成---20世纪初膜的主要成分是脂质和蛋白质---1925年膜中脂质分子必然排列为连续的两层---1959年罗伯特森提出三明治结构模型---1970年实验证明膜具有一定的流动性—1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型
2、科学理论得出的一般步骤:
现象----假说---实证---结论
3、树立生物学中结构与功能相适应的观点
4、体验科学技术的进步推动了科学的发展
感受科学研究的魅力与奥妙
小
试身手随堂练习
完成习题,巩固知识
1、人体内的白细胞能进行变形运动,穿出毛细血管壁,
吞噬侵入人体内的病菌,这个过程的完成依靠细胞膜的
()
A选择透过性B保护作用
C流动性D扩散
2、使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是()
A磷脂能迅速吸水B磷脂是亲水的
C磷脂既是疏水性的又是亲水性的
学生解答、相互评价
复习强化“流动镶嵌模型”的基本内容,突出教学重点
D磷脂是疏水的
3、研究发现,胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较
容易优先通过细胞膜,这是因为()
A细胞膜具有一定的流动性B细胞膜是选择透过性
C细胞膜的结构是以磷脂分子为基本骨架
D细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
结
课
生物膜的流动镶嵌模型是完美的吗?
我们知道生物膜的流动镶嵌模型目前为大多数人所接受,它不一定是最完美的,就像三明治结构模型一样,虽然他不是最完美的但是我们相信人们对自然界的认识是永无止境的。
科学的思维和一颗好奇的心始终引导着人们不断的探索,认识,再探索,再认识,从而一步步接近事实的真相,让我们继续延续科学家的热情,继续追逐科学家的足迹,
感受科学带给我们的无限魅力!
产生对下节课内容的探索欲望
10/10
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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