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生物膜的流动镶嵌模型 教学设计

字体:【 】  编辑日期:2017-09-25  作者:刘丽丽  来源:孙疃中学  阅读次数:次  保护视力色:       

【教材分析】

人教版必修14章共3节内容,第1节《物质跨膜运输的实例》,第2节《生物膜的流动镶嵌模型》,第3节《物质跨膜运输的方式》。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜,膜为什么具有选择透过性?这与膜结构有关,膜结构又是解释物质跨膜运输的方式的基础。这3节内容的内在联系是:功能—结构—功能。由此可见,本节内容在第4章中起着承上启下的作用,有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。

本节主要包括两大部分内容:1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材,通过引导学生分析科学家们的实验和结论,宛如亲历科学家探索的历程,使学生切身感受科学的魅力,加深对科学过程和方法的理解,明白科学发现是长期的过程;科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说并非一成不变,需要不断修正、发展和完善;科学发展与技术有很大的关系,技术的进步可以更好地促进科学的发展。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中,细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的,能较好地解释人们对细胞膜功能的认识,学生必须展开想象力,通过制作模型等,构建细胞膜的空间立体结构,理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。

【教学目标】

1.知识与技能

①通过分析科学家建立生物膜模型的过程,阐述科学发现的一般规律。

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。

2.过程与方法

①通过分析科学家建立生物膜模型的过程,学习做出假设。

②发挥空间想象力,通过制作模型,构建细胞膜的空间立体结构。

3.情感态度与价值观

①生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的,树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。

②正确认识科学价值观,理解假说的提出要有实验和观察的依据,需要有严谨的推理和大胆的想象,并通过实验进一步验证。

③正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。

【教学重点】流动镶嵌模型的基本内容。

【教学难点】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。

【教学方法】谈话法、探究法

【教具准备】多媒体课件、制作生物膜模型的废旧物品(包裹中药丸的球形蜡壳、电线、解剖针、泡沫塑料等)

【课时安排】1课时

【教学设计思路】

教学内容 基本策略

教学实施的程序】

学生活动

教师的组织和引导

教学意图

1.回忆细胞膜的功能有哪些?上节课的探究实验说明细胞膜的什么功能?细胞膜具有弹性吗?细胞膜对物质的选择性吸收是否与其特定的结构相关?细胞膜结构是怎样的呢?

大屏幕演示:正常的洋葱表皮细胞与渗透作用失水后的图像(前后自身对照)

创设情境,激趣导入

2.阅读资料探究,小组讨论合作学习

1)从生理功能入手的科学探究

实验一:1895E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究,发现:脂溶性分子易透过细胞膜;而非脂溶性分子则难以通过。
问题①:你能推测出什么结论?
问题②:最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?
问题③: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?
实验二:20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,发现细胞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。
问题①:你能推测出什么结论?
问题②:在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析?
实验三:1925年,两位荷兰科学家E.GorterF.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验:将抽提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层,测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。
问题①:你能推测出什么结论?
问题②:细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢?细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢?画出来进行比较哪种情况膜稳定性强?
小结与思考
讨论对膜的研究为什么是从生理功能入手?

脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢?蛋白质位于脂双层的什么位置?

多媒体课件演示相关内容

学生小组讨论后,推选代表发言

学生评价、教师评价

“提出假说”的科学方法介绍。

主要是限于当时的条件。实验、推理想象—假说—进一步验证完善。

开始学习模型建构的方法。

假说是怎样提出的。

2单位膜模型的提出

实验四:1959年,J.D.Robertsen根据电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构,提出单位膜结构模型。

问题①:单位膜结构的主要内容是什么?

问题②:单位膜结构有什么缺陷?

问题③:有哪些证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢?

展示20世纪50年代电子显微镜诞生后拍摄的细胞膜结构的电镜照片

洋葱表皮细胞渗透作用失水图片

人的红细胞渗透作用吸水涨破的图片

胞吞胞吐的图片

引导学生观察后思考

了解技术进步对科学研究发展的作用

3新技术带来新模型

实验五:展示1970L.D.FryeH.Edidin的人——鼠细胞融合实验。

问题:①该实验表明什么?

②根据已有的生物知识或生活经验,你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。

实验六:动物细胞吸水膨胀时,磷脂双分子层的厚度变小。

问题:说明什么?

实验七:展示1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图

问题:①细胞膜的组成成分?

②细胞膜的基本支架?

③蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的?

④细胞膜的结构特点和功能特点?

探究思路引导

细胞膜具有流动性,必然体现在膜的形状变化或其上分子的运动。如

①白细胞吞噬细菌的过程;②变形虫的伪足运动现象;③受精时细胞的融合过程;④动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程;

提出技术进步推动了假说发展着技术进步,假说不断被修正和完善。突出模型建构方法:实验、推理想象—提出假说—进一步验证完善—不断发展。

了解技术进步对科学研究发展的作用

小结

19世纪末,欧文顿的实验和推论:膜是由___________组成的。

20世纪初,科学家的化学分析结果,指出膜主要由_____________________组成。

1925年,荷兰科学家得出:脂质分子是 层分布的;

1959年,罗伯特森提出的“三明治”结构模型:所有生物膜都由 三层结构组成;

1970年,荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,指出细胞膜具有 性;

1972年桑格和尼克森提出⑥1972年,桑格和尼克森提出了 模型.模型。

思考

①生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢?

②纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程,实验技术的进步所起到怎样的作用?

③分析生物膜模型的建立过程中,结构和功能相适应是如何体现的?

①生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺

②实验技术的进步所起到关键性的推动作用

③在建立生物膜模型的过程中,结构和功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识、再实践、再认识,使人类一步步接近生物膜的真相

总结结构与功能相适应的观点;人类对自然的认识是永无止境的

3.阅读有关生物膜流动镶嵌模型的正文,填写

①组成成分:磷脂、蛋白质、糖类

②基本支架:磷脂双分子层

③蛋白质分布:覆盖、镶嵌、贯穿

④结构特点:具有一定的流动性

⑤功能特点:选择透过性

4.画细胞膜结构的简图,并注明主要分子的名称

5.利用废旧物制作生物膜模型,交流

6.课后延伸

利用互联网搜索科学家对生物膜研究的最新进展资料,并通过自己的加工将资料整理出来,拿到班上相互交流

动画演示生物膜的流动镶嵌模型

个别学生板演,师生评价

指导,展示优秀模型,总结归纳流动镶嵌模型的基本内容。

强化流动镶嵌模型的基本内容。

【教后反思】

1.尽量为学生创造探究活动的机会,激发学习兴趣。本节教学设计上主要突出科学史教育,经过教师精心设计,将各位科学家实验的资料,再加工成一连串环环相扣的问题来引导学生探究,让学生身临其境,仿佛自己就是科学家在进行研究,从中学习模型建构方法:实验、推理想象—提出假说—进一步验证完善—不断发展;正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用;总结科学发现的一般规律。

2.保护学生的自尊心,培育学生创造的激情。教师必须设置好探究历程的梯度(如,补充磷脂分子结构与特性的知识),并且不能超出学生当前的认知结构和认知水平,并适时、恰当地给学生创新提供帮助,使其能享受成功喜悦,激发并能维持学生的创造热情。

3.以活动促发展,促进学生知识建构。本节既有资料探究,小组讨论学习的活动,也有通过多媒体课件、学生画图、模型制作等手段,让学生动脑、动口、动眼、动手,学生学习方式多样,落实新课程标准倡导自主、探究、合作学习的要求,有效实现三维目标,学生学得既灵活又实在。

 




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