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2019-2020年人教版高中生物必修1 4-2生物膜的流動鑲嵌模型 教案1 [教學目標] 一、知識與技能 1. 簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 2. 舉例說明生物膜具有的流動性特點 3. 通過分析科學家建立生物膜模型的過程闡述科學發(fā)展的一般規(guī)律 二、過程與方法 1. 分析科學家建立生物膜結(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)建細胞膜的空間立體結(jié)構(gòu) 三、情感態(tài)度與價值觀 1. 使學生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學辨證觀點 2. 認識到技術(shù)的發(fā)展在科學研究中的作用，尊重科學且用發(fā)展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀 [教學重點] 流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 [教學難點] 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 [教學方法] 情境教學、啟發(fā)式教學法、合作探究、模型構(gòu)建等。 [教學時數(shù)] 45分鐘 [教學過程] 教學內(nèi)容和時間 教師行為 預(yù)設(shè)學生行為 教學意圖 （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； 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胞模型…… 展示學生的作品。 在模型制作過程中有同學遇到這樣的問題：1.選什么材料做細胞膜呢？ 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習的內(nèi)容 【板書】生物膜的流動鑲嵌模型 一.對生物膜的探索歷程 1．對生物膜組分的探索 人們對生物膜的認識經(jīng)歷了一個曲折漫長的過程，現(xiàn)在讓我們一起穿越時空隧道、回到100多年前，跟隨著科學家一同去探索生物膜的奧秘。 【展示】時空隧道的有關(guān)動畫。并向?qū)W生介紹1855年奈利的實驗 直到19世紀末，歐文頓才開始對膜成分進行研究。 【展示】歐文頓實驗并介紹相似相溶原理。 提問：1.利用相似相溶原理，結(jié)合歐文頓的實驗現(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，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？ 【展示】20世紀初，科學家的實驗 2．對生物膜分子排列的探索 組成膜的這些分子具有什么特點，他們又是怎樣形成膜的呢？我們首先來認識一下磷脂分子。 介紹1917年朗姆瓦的實驗結(jié)論，并對磷脂分子結(jié)構(gòu)及模型進行介紹。 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？ 活動一：請學生根據(jù)磷脂分子的特點，建構(gòu)磷脂分子在空氣——水界面上分布的模型。 請學生在黑板上進行模型構(gòu)建。引導(dǎo)學生對模型進行評價。 磷脂分子在細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胞生活的環(huán)境。 【展示】人體組織細胞生活的環(huán)境圖片。 活動二：請學生根據(jù)人體組織細胞生活的環(huán)境，嘗試構(gòu)建磷脂分子在細胞膜中的分布模型。 請學生代表在黑板上進行模型構(gòu)建。 制作完成后，選擇與黑板上模型不同的小組到講臺上展示，并請該小組成員對不同的模型進行解釋。 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)計實驗來證明我們的假設(shè)，選什么細胞作為實驗材料呢？ 【展示】1925年荷蘭科學家的實驗 除了脂質(zhì)，蛋白質(zhì)也是細胞膜的重要成分，蛋白質(zhì)位于脂雙層中的什么位置呢？ 介紹蛋白質(zhì)模型進行。 請學生將蛋白質(zhì)模型添加到剛才已做好的脂雙層中。 活動三：讓學生根據(jù)已有的知識，嘗試構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型。 請學生代表在黑板上進行模型構(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家的探究過程吧！20世紀40年代，曾有學者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。直到50年代，電子顯微鏡誕生，科學家用它來觀察細胞膜。 【展示】1959年羅伯特森的實驗。 提問：結(jié)合電鏡成像原理，從羅伯特森的實驗現(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胞膜示意圖。 請學生結(jié)合該實驗現(xiàn)象對剛才所構(gòu)建的模型進行修正。 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存在的，從而對羅伯特森的假說進行了修正。讓學生自己所構(gòu)建的模型進行再次修正。 提問：羅伯特森的假說還有什么不足？他認為膜是靜止不動的，你認同這一觀點嗎？請舉例說明。 【展示】變形蟲運動的動態(tài)圖畫 隨著新技術(shù)不斷運用于生物膜的研究，人們可以直觀觀察到膜中組分的運動情況。 【展示】1970年的人鼠細胞融合實驗 提問：從實驗現(xiàn)象可得出什么結(jié)論呢？ 相關(guān)的其他實驗證據(jù)表明細胞膜中的磷脂分子也是可以運動的。從而進一步可以得出什么結(jié)論？ 二．流動鑲嵌模型的基本內(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、流動鑲嵌模型的動畫及示意圖。 提問：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？ 讓學生將所做的模型與生物膜的結(jié)構(gòu)模型進行比較，找出不同之處。 讓學生在模型上加上多糖。并請小組愿意展示制作的模型？引導(dǎo)學生進行評價。 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 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)的諾貝爾獎獲獎情況。 鼓勵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】生物興趣小組同學制作的立體的細胞膜模型。 提問：1.制作細胞膜模型有沒有更好的設(shè)計方法和更合適的實驗材料？請你課后嘗試一下。 2.請查閱相關(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。 觀看細胞模型制作大賽的成果展示并思考 觀看動畫 觀看實驗現(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，并對模型進行解釋。 看圖思考問題。 小組合作完成模型構(gòu)建。 相互評價,交流發(fā)言。 小組討論，設(shè)計實驗方案并向全班匯報。 觀看圖片，小組討論交流，對模型進行完善。 觀看圖片、動畫，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。 從學生活動入手容易產(chǎn)生共鳴，激發(fā)學生探究意愿，從而導(dǎo)出課題 讓學生宛如親歷科學家探索的歷程，感受科學探究的魅力。 培養(yǎng)學生通過實驗觀察分析能力，同時體會科學探索的嚴密性。 培養(yǎng)學生的合作能力和動手操作能力。 結(jié)合所學內(nèi)容，聯(lián)系已學知識，更易構(gòu)建知識框架。 發(fā)揮學生的主體作用，鍛煉學生的邏輯推理能力。 培養(yǎng)學生動手設(shè)計實驗的能力，活躍課堂氛圍。 讓學生了解技術(shù)進步對科學研究的推動作用。 讓學生領(lǐng)悟模型構(gòu)建的一般方法。 利用圖解，引導(dǎo)學生通過觀察、討論，歸納獲得知識。 將抽象的知識形象化，使學生更容易理解流動鑲嵌模型的有關(guān)內(nèi)容。 培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力。 培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和動手能力，借助網(wǎng)絡(luò)等手段使學生了解生命研究前沿的工作，激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)相關(guān)情感。 [板書設(shè)計] 第三節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 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：流動性 二、生物膜的流動鑲嵌模型的內(nèi)容：