“生物膜的流动镶嵌模型”课例研究

谭悦

摘 要：以“生物膜的流動镶嵌模型”的课堂教学为例，探讨了高效课堂的实行方式，并将“发展核心素养”的理念贯穿课堂，致力于培养全面发展的学生。对生物膜结构的探索历程是难点，流动镶嵌模型的基本内容是重点。教师在讲解时，可用幽默的语言、贴近生活的实例充分调动学生的学习积极性，将课堂交还给学生，让学生尽情享受课堂，在轻松愉快的氛围中掌握知识。在教学过程中，生生合作，体会到学习知识、提升能力的成就感，使学生的主体地位得以体现。教师借助多媒体课件的展示，进行有效的引导和梳理，使自身的主导地位得以体现。

关键词：核心素养；生物膜；合作探究；高效课堂

生物膜的流动镶嵌模型的发现是漫长的生命科学史中一颗璀璨耀眼的明珠，是19世纪至20世纪生物学家们在坚持不懈的追求和探索中通过巧妙的构思、严谨的科研方法步步追逐到的真理。本节课是必修1第4章第2节的教学内容。学生在学习这部分内容之前，已经掌握了物质跨膜运输的实例以及细胞膜的化学组成，对于生物膜已经有了初步的认识，并且也会在脑海里产生疑惑：生物膜的化学成分该如何构成它的结构呢？什么样的结构才能满足生物膜的功能呢？于是，顺理成章地进入生物膜的流动镶嵌模型第一节，在此之后，第3节学生又会进一步学习物质跨膜运输的方式，教材的这种编排使本节内容很好地起到了承上启下的作用。

一、预习为高效课堂打下基础

教师分发本节课的学案，学生根据导学案提示，阅读课本，初步了解对生物膜的结构探索历程中的重要科学家及其研究思路。

二、导课为高效课堂埋下伏笔

教师提问：细胞膜的功能有哪些？

学生活动：努力回忆，积极讨论。

师生共同总结：细胞膜的功能包括三个方面：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。而功能是由相应的结构来决定的，那么细胞膜应该有怎样的结构呢？

三、合作为高效课堂打造成功

（一）膜成分的探究

课件展示：表格展示19世纪末欧文顿的物质通透性实验和20世纪初科学家对哺乳动物成熟红细胞的膜成分的提取鉴定实验。

教师提问：请大家仔细观看，结合前面所学，思考他们的实验结论是什么。

学生回答：欧文顿的结论是：膜是由脂质组成的；红细胞的膜成分鉴定实验得出：膜的主要成分除了脂质还有蛋白质。

教师引导：知道了膜的成分后，科学家开始有了新的疑惑：这些成分按照怎样的方式来进行排列的呢？

（二）膜静态结构的建立——脂质分子的排布

课件展示：（1）两位荷兰科学家发现单分子层的面积为红细胞表面积的2倍；（2）认识磷脂分子的结构以及特点。

教师提问：（1）尝试解释为什么磷脂在空气和水界面上排成单分子层？

（2）尝试解释磷脂在细胞膜上会如何排布呢？

教师将学生分为六人一组的学习小组，合作探讨问题1和问题2的答案，并将讨论结果展示在每小组的展板上。

学生活动：学生之间针对问题相互讨论，作出假设，设计实验，得出结论。（教师在此过程中巡视、了解学生的思想，给予适当的方法指导。）每一个学习小组推选一位中心发言人展示汇报本组的讨论结果。其他小组同学可针对该发言人的讲解提出问题或者作出补充。

各个小组同学积极回答问题。

教师总结：刚才大家的发言和补充真是棒极了！科学探究就是这样一个不断发现问题、解决问题的过程，在这个过程中，需要不断反思，不断与人合作，不断完善，最终才能一点一点靠近真理。

（三）膜静态结构的建立——蛋白质分子的排布

回归课本，教师引导学生阅读教材。

课件展示：罗伯特森在电镜下看到细胞膜呈暗—亮—暗的三层结构。

教师讲解：电镜下的成像原理是：分子质量大呈暗色，分子质量小呈亮色。蛋白质分子是大分子，而磷脂分子相对分子质量较小，所以罗伯特森据此预测细胞膜的暗—亮—暗结构就应该对应的是蛋白质—脂质—蛋白质的结构，并且罗伯特森认为细胞膜就是这样的静态结构。

学生：根据上一节课学的质壁分离现象，细胞膜应该有一定的伸缩性，所以我觉得罗伯特森的观点在当时可能是被认可的，但那是由于当时的技术发展不到位，有局限性。现在，我们的科技已经非常发达，我们很清楚地知道细胞膜不应该是静止的。

教师评价：非常好！我们同学已经学会了举一反三，掌声鼓励一下！（学生响起热烈的掌声）那么看来，罗伯特森的观点不被大家认可。也确实如我们同学所想，后来随着技术的发展，科学家重新认识了细胞膜的结构，发现细胞膜上的蛋白质并不是均匀分布在细胞膜两侧，而是有三种排列方式：有的蛋白质镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入其中，有的贯穿整个磷脂双分子层。

（四）流动镶嵌模型的基本内容

课件展示：人鼠细胞融合实验

师生共同合作，一起总结出生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。

编辑 赵飞飞