《生物膜的流动镶嵌模型》教学案例

吴敏敏

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0145-01

一、教材分析

本节是高中生物人教版必修1第4章第2节内容。在本章中共3节内容，前一节“物质跨膜运输的实例”中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？这就与膜的结构有关，膜的结构又是解释后一节“物质跨膜运输的方式”的基础。由此可见，本节内容在第4章中起着承上启下的作用，有助于学生建立结构与功能相适应的观点。

在本节的内容编排中，首先回顾了科学家对细胞膜结构的探索历程。在此，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解，使其明白科学发现的过程是一个长期的过程；真理须通过实践验证；科学学说是需要不断修正、发展和完善的；科学技术的进步可以更好地促进科学的发展。其次，阐述了细胞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接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识。在此，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，继而为理解下一节物质跨膜运输的方式做下知识的铺垫。

二、学情分析

虽然，学生对组成细胞的分子、细胞的基本结构，细胞膜是生命系统的边界等知识已有了解，为本节知识的学习奠定了基础。但是，因为我所教的班级是学校中的平行班，大部分学生的学习基础薄弱，学生学习的欲望不强烈，对生物的学习积极性也一般，所以要想唤醒学生沉睡的欲望，调动学生的积极性，就只能通过提高课堂中活动的交互性，突出课程的趣味性，加强与生活的联系，才能来充分激发他们的学习兴趣。

三、教学目标

1.知识目标

（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.情感态度与价值观目标

（1）生物膜结构的研究是基于生物膜的功能特点来开展的，此节需要树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。

（2）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，并要通过实验进一步验证，进而来形成正确的科学价值观。

（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。

3.能力目标

（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。

四、教学重点、难点

1.教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。

2.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。

五、教学过程

（一）温故知新，导入新课

回顾上节所学的细胞膜的功能特点，教师引导思考细胞膜的这一特性要求其结构具有什么样的特点，进而进入今天所学。

（二）构建新知，解决问题

PPT呈现资料，让学生阅读实验资料探究，小组讨论合作学习

实验一：1895年E.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？（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？

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？（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.Gorter和F.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？（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的两层呢？用磷脂分子模型排列出来比较哪种情况膜稳定性强？

教师补充介绍：磷脂分子结构（由亲水的头部和疏水的尾部来构成）

思考：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？

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？（2）单位膜结构有什么缺陷？（3）有哪些证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？ 教师放映变形虫的变形运动动画。

实验五：20世纪60年代，科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞学说结构中蛋白质颗粒存在的方式。

实验六：展示1970年L.D.Frye和H.Edidin的人——鼠细胞融合实验。

问题：该实验表明什么？

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？

（三）手工制作，交流展示

教师提供材料：制作生物膜模型的废旧物品（电线，泡沫，铁丝，药丸的球形蜡壳等），引导同学现场制作生物膜模型，并展示与评价他人作品。

（四）课堂小结：用概念图的形式师生共同进行总结。

（五）布置作业：教材P69练习，《三维设计》本节的随堂基础巩固。

六、教学反思

在本节的教学设计中首先由科学探究史的呈现与环环相扣的问题来引导学生探究体验科学研究的一般过程；其次在教师的引导下让学生自己总结出流动镶嵌模型的主要内容，并且让学生在学习模型的建构中，充分利用自己身边的材料制作了生物膜模型，使其加深了对相关知识的理解，同时变废为宝，进而引导学生探索生活中废物的利用和教学资源的开发。

这节课的内容虽然较为抽象不易理解，但在设计时既有资料的探究、小组的讨论学习、又有通过多媒体课件的展示、学生模型的制作等多种手段来促进学生动脑、动口、动眼、动手，由此充分激发了学生的学习兴趣，充分落实了新课程标准所倡导的自主、探究、合作学习的教学方式，有效的实现了课程的三维目标，贯彻了新课改的精神。不足之处是在模型的构建中需进一步打开学生的思维。