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2019-2020年人教版高中生物必修1 4-2生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 教案1 [教學(xué)目標(biāo)] 一、知識(shí)與技能 1. 簡述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 2. 舉例說明生物膜具有的流動(dòng)性特點(diǎn) 3. 通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程闡述科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律 二、過程與方法 1. 分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程，嘗試提出問題，大膽作出假設(shè) 2. 發(fā)揮空間想象能力，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu) 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1. 使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點(diǎn) 2. 認(rèn)識(shí)到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)，樹立辨證的科學(xué)觀 [教學(xué)重點(diǎn)] 流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 [教學(xué)難點(diǎn)] 探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn) [教學(xué)方法] 情境教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)法、合作探究、模型構(gòu)建等。 [教學(xué)時(shí)數(shù)] 45分鐘 [教學(xué)過程] 教學(xué)內(nèi)容和時(shí)間 教師行為 預(yù)設(shè)學(xué)生行為 教學(xué)意圖 （一）導(dǎo)入新知 （10min） （二） 新授內(nèi)容 （27min） （三） 拓展與小結(jié) （8min） 曾經(jīng)，我們用水彩畫過美麗的花朵； 用彩紙折過翱翔的飛機(jī)； 用沙子堆過雄偉的城堡； …… 現(xiàn)在，我們用橡皮泥、塑料、紙等制作出了精巧的細(xì)胞模型…… 展示學(xué)生的作品。 在模型制作過程中有同學(xué)遇到這樣的問題：1.選什么材料做細(xì)胞膜呢？ 2.生物膜的結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？ 這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容 【板書】生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 一.對(duì)生物膜的探索歷程 1．對(duì)生物膜組分的探索 人們對(duì)生物膜的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)曲折漫長的過程，現(xiàn)在讓我們一起穿越時(shí)空隧道、回到100多年前，跟隨著科學(xué)家一同去探索生物膜的奧秘。 【展示】時(shí)空隧道的有關(guān)動(dòng)畫。并向?qū)W生介紹1855年奈利的實(shí)驗(yàn) 直到19世紀(jì)末，歐文頓才開始對(duì)膜成分進(jìn)行研究。 【展示】歐文頓實(shí)驗(yàn)并介紹相似相溶原理。 提問：1.利用相似相溶原理，結(jié)合歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠得出什么結(jié)論呢？ 2.通過推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？ 【展示】20世紀(jì)初，科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) 2．對(duì)生物膜分子排列的探索 組成膜的這些分子具有什么特點(diǎn)，他們又是怎樣形成膜的呢？我們首先來認(rèn)識(shí)一下磷脂分子。 介紹1917年朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并對(duì)磷脂分子結(jié)構(gòu)及模型進(jìn)行介紹。 如果把這樣的磷脂分子放在盛水的燒杯中，在空氣——水界面上的排布情況將是怎樣的呢？ 活動(dòng)一：請(qǐng)學(xué)生根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，建構(gòu)磷脂分子在空氣——水界面上分布的模型。 請(qǐng)學(xué)生在黑板上進(jìn)行模型構(gòu)建。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。 磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布情況是怎樣的呢？我們首先來了解一下人體組織細(xì)胞生活的環(huán)境。 【展示】人體組織細(xì)胞生活的環(huán)境圖片。 活動(dòng)二：請(qǐng)學(xué)生根據(jù)人體組織細(xì)胞生活的環(huán)境，嘗試構(gòu)建磷脂分子在細(xì)胞膜中的分布模型。 請(qǐng)學(xué)生代表在黑板上進(jìn)行模型構(gòu)建。 制作完成后，選擇與黑板上模型不同的小組到講臺(tái)上展示，并請(qǐng)?jiān)撔〗M成員對(duì)不同的模型進(jìn)行解釋。 提問：1.根據(jù)大家構(gòu)建的模型，可以得出什么結(jié)論呢？ 2.應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明我們的假設(shè)，選什么細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料呢？ 【展示】1925年荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) 除了脂質(zhì)，蛋白質(zhì)也是細(xì)胞膜的重要成分，蛋白質(zhì)位于脂雙層中的什么位置呢？ 介紹蛋白質(zhì)模型進(jìn)行。 請(qǐng)學(xué)生將蛋白質(zhì)模型添加到剛才已做好的脂雙層中。 活動(dòng)三：讓學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)，嘗試構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型。 請(qǐng)學(xué)生代表在黑板上進(jìn)行模型構(gòu)建。 這些分布情況是否都存在呢？下面我們一起來看看科學(xué)家的探究過程吧！20世紀(jì)40年代，曾有學(xué)者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。直到50年代，電子顯微鏡誕生，科學(xué)家用它來觀察細(xì)胞膜。 【展示】1959年羅伯特森的實(shí)驗(yàn)。 提問：結(jié)合電鏡成像原理，從羅伯特森的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，可以得出什么結(jié)論呢？ 介紹羅伯特森的結(jié)論。 蛋白質(zhì)在生物膜中到底是怎樣分布的呢？一種新的電子顯微技術(shù)——冰凍蝕刻電子顯微法解決了這一難題。 【展示】冰凍蝕刻電子顯微鏡下的細(xì)胞膜示意圖。 請(qǐng)學(xué)生結(jié)合該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)剛才所構(gòu)建的模型進(jìn)行修正。 提問：蛋白質(zhì)在生物膜中的分布有哪幾種情況呢？ 證明大家剛才所推測的蛋白質(zhì)的分布情況都是真實(shí)存在的，從而對(duì)羅伯特森的假說進(jìn)行了修正。讓學(xué)生自己所構(gòu)建的模型進(jìn)行再次修正。 提問：羅伯特森的假說還有什么不足？他認(rèn)為膜是靜止不動(dòng)的，你認(rèn)同這一觀點(diǎn)嗎？請(qǐng)舉例說明。 【展示】變形蟲運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖畫 隨著新技術(shù)不斷運(yùn)用于生物膜的研究，人們可以直觀觀察到膜中組分的運(yùn)動(dòng)情況。 【展示】1970年的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn) 提問：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出什么結(jié)論呢？ 相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明細(xì)胞膜中的磷脂分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。從而進(jìn)一步可以得出什么結(jié)論？ 二．流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 1972年桑格和尼克森在繼承創(chuàng)新中提出了新的模型。 【展示】桑格和尼克森的圖片、流動(dòng)鑲嵌模型的動(dòng)畫及示意圖。 提問：流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？ 讓學(xué)生將所做的模型與生物膜的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行比較，找出不同之處。 讓學(xué)生在模型上加上多糖。并請(qǐng)小組愿意展示制作的模型？引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。 結(jié)合板書及黑板模型總結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程：組成成分 分子排布 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 提問：1.分析生物膜模型的建立過程，你受到什么啟示？ 2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已經(jīng)完美無缺？ 介紹生物膜的其他結(jié)構(gòu)模型及與生物膜研究有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)情況。 鼓勵(lì)大家都能像今天這節(jié)課一樣擁有一顆想要探知未來的心，去發(fā)現(xiàn)生命中更多的奧秘。 【展示】生物興趣小組同學(xué)制作的立體的細(xì)胞膜模型。 提問：1.制作細(xì)胞膜模型有沒有更好的設(shè)計(jì)方法和更合適的實(shí)驗(yàn)材料？請(qǐng)你課后嘗試一下。 2.請(qǐng)查閱相關(guān)資料，展開想象的翅膀，試寫一篇小文章,介紹生物膜的研究成果，展望其應(yīng)用前景。 觀看細(xì)胞模型制作大賽的成果展示并思考 觀看動(dòng)畫 觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析討論，回答問題。 觀察磷脂分子的結(jié)構(gòu)圖片及模型。 以小組為單位合作完成模型構(gòu)建，并對(duì)模型進(jìn)行解釋。 看圖思考問題。 小組合作完成模型構(gòu)建。 相互評(píng)價(jià),交流發(fā)言。 小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并向全班匯報(bào)。 觀看圖片，小組討論交流，對(duì)模型進(jìn)行完善。 觀看圖片、動(dòng)畫，結(jié)合課本思考問題，并討論。 積極思考，交流發(fā)言。 觀看模型，積極思考，尋找解決問題的方案和途徑。 從學(xué)生活動(dòng)入手容易產(chǎn)生共鳴，激發(fā)學(xué)生探究意愿，從而導(dǎo)出課題 讓學(xué)生宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，感受科學(xué)探究的魅力。 培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察分析能力，同時(shí)體會(huì)科學(xué)探索的嚴(yán)密性。 培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和動(dòng)手操作能力。 結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系已學(xué)知識(shí)，更易構(gòu)建知識(shí)框架。 發(fā)揮學(xué)生的主體作用，鍛煉學(xué)生的邏輯推理能力。 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，活躍課堂氛圍。 讓學(xué)生了解技術(shù)進(jìn)步對(duì)科學(xué)研究的推動(dòng)作用。 讓學(xué)生領(lǐng)悟模型構(gòu)建的一般方法。 利用圖解，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、討論，歸納獲得知識(shí)。 將抽象的知識(shí)形象化，使學(xué)生更容易理解流動(dòng)鑲嵌模型的有關(guān)內(nèi)容。 培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力。 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力，借助網(wǎng)絡(luò)等手段使學(xué)生了解生命研究前沿的工作，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)相關(guān)情感。 [板書設(shè)計(jì)] 第三節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 磷脂 一 生物膜的成分 蛋白質(zhì) 糖類（少） 二 生物膜的結(jié)構(gòu) 磷脂雙分子層 1 鑲嵌 蛋白質(zhì) 貫穿 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性 二、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容：