流动镶嵌模型教学设计

生物膜的流动镶嵌模型

惠州市小金口中学

王静仁

一、教材分析

“生物膜的流动镶嵌模型”选自人教版教材必修一第四章第二节。此前的学习，学生已经基本掌握了细胞的结构相关知识。同时通过认识细胞器和细胞膜，对“膜”的概念也有了初步了解，为本节内容学习奠定了知识基础。本章第一节中讲解了“跨膜运输实例”，同学们从现象上初步认识膜的功能。本节内容可看做是对上节内容的延伸，呼应以“结构与功能相适应”原则，介绍生物膜的结构。同时又为后面更深入讲解生物膜运输功能奠定知识基础。

课文主要内容介绍了历代科学家如何抽丝剥茧，在前人认识的基础上不断发现，逐步修正对生物膜的认识，最终归纳得出“流动镶嵌模型”。科学家的思维和科学方法是我们学习的重要内容。流动镶嵌模型描述了生物膜结构的本质特征。

二、教学目标

1、认识流动镶嵌模型的内容

2、理解科学家认识生物膜的思维推理过程

三、重点难点

重点：流动镶嵌模型的内容和生物膜的特点

难点：如何理解科学家的实验

四、教学策略

在本课教学中，突破地将教学重心推至科学家如何发现、认识生物膜的成分与结构的内容上。通过课堂演示实验等手段，以直观的感性认识呼应课文中科学家的实验。帮助学生理解课文中实验的意图和逻辑推理思维过程，让学生能够从真实的实验中获取直接经验，深刻认识课文知识内涵。

胡萝卜素萃取

结论：膜由脂质组成

课文：不同物质穿膜实验

结论：膜中脂质分子为连续两层

课文：提取脂质分布为单

分子层实验

纸巾小魔术演示实验

结论：生物膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”结构构成

颜料溶液流动混

溶演示实验

课文：

电子显微镜观察 演示实验 演示实验

演示实验

修正

不足

生物膜是静止的观点

课文：不同颜色荧光标记

的人鼠细胞融合实验

构建模型：磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性。蛋白质分子镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入或贯穿磷脂双分子层，大多可以运动。

结构特点：具有流动性

结论：细胞膜具有流

糖蛋白的分布和功能

1、引入

师生活动：（1）老师请同学一起吃“秀逗”糖（一种非常非常酸的糖）。提出问题“当你吃到那么酸的糖的时候，你会针对这糖提出什么样的问题？”。（2）紧接着老师从群体回答中收集如“什么做的？”；“怎么做的？”之类问题。（3）老师继而将问题引回到课堂：“我们通过学习上一节的内容知道，生物膜具有什么样的特点？”引导学生回顾：生物膜具有选择透过性的特征。老师进一步引导：生物膜有很特别的功能，科学家也和我们一样好奇，就像我们发现特别的糖一样，发出了“由什么构成？”，“有什么结构”的问题。于是开始了众多科学家长达数十年对生物膜结构和成分的探寻旅程”。

2

、探索历程

（1）膜成分的发现

演示实验： 取装有适量水提取的胡萝卜汁的A 、B 试管（提示学生胡萝卜汁中橙色主要是其中胡萝卜素的颜色），分别加入等量植物油，取A 试管摇匀两分钟，静置。B 试管作为对照。让同学观察A 、B 试管中两层液体颜色颜色的不同。

提问：观察发现胡萝卜汁中橙色变浅，植物油中橙黄色加深，这里头发生了什么过程呢？ 学生讨论回答，老师引导指出，植物油从水中提将胡萝卜素从而使两层液体颜色变化。 老师揭示原理：是由于胡萝卜素属于脂溶性物质，更易溶于油脂中，于是植物油能够从水中提取胡萝卜素。最后板书明确原理：脂溶性物质更易溶于脂质中。

摇匀前 摇匀静置后

（以上均左侧为A 试管，右侧为B 试管）

活动意义：通过“整蛊”式的吃糖，可以活

跃气氛，轻松进入课堂。更关键的是，通过让学生对这种糖提出疑问，自然引入课堂内容。

联系课文： 请同学描述欧文顿实验概况，结果和结论

问题讨论： 小组讨论欧文顿实验的结果如何推导出“膜是由脂质构成”的结论？学生自主表述观点。

老师提示：可以把膜想象成具有一定厚度，物质必须先溶入膜内，才能进入细胞。科学家实验发现，脂溶性物质更容易穿过。也就是说，脂溶性物质更容易溶解在膜中。而我们的演示实验又知道了，脂溶性物质更容易溶于脂质中。于是我们可以推测，膜是由脂质组成。

转接：于是我们知道了膜的成分是脂质，但是这些脂质是以什么结构组成了膜？这就需要我们继续探究。

（2）细胞膜中脂质为两层的发现

演示实验： 故作变魔术状，向学生展示1平方分米纸巾，转身，将双层纸巾展开，再转身向学生展示两倍面积的单层纸巾。提问：纸巾由1平方分米变成成了2平方分米，说明什么？同学能轻易回答出是由于纸巾是两层的。

联系课文：请同学描述1925年荷兰科学家实验概况，并参照演示实验推理方式，引导学生由课文中“单层脂质分子面积为细胞膜两倍”的结果推理出结论：细胞膜中脂质分子必然排列为连续两层。

问题讨论：请同学小组讨论完成两个问题： A 在“空气-水”界面中，脂质分子是如何排列的？ B 在细胞膜中，两层的脂质分子式如何排列的？

在学生讨论思考遇到困境时，提示讲解膜中脂质的主要成分“磷脂”的结构特点。再请学生讨论后在黑板作图回答以上两个问题。

活动意义：让学生直接观察到脂溶性物质易溶

于脂质的现实例子，加深学生对知识的理解。同时，通过想象“物质溶解于膜中”，并共同推理得出膜由脂质组成的结论，锻炼了学生的逻辑推理能力并深刻理解了知识的内在联系。

“水—空气界面”磷脂分子排列

细胞膜中磷脂分子排列

（3）“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构的发现

老师简述：通过电子显微镜发现膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构，并指出科学家认为膜是静止的观点。

提出问题：同学们对这样的观点有没有不一样的想法？ 问题提出，由学生阅读、思考指出“静止观点”的不足之处。

老师通过“巨噬细胞吞噬细菌”和“受精卵卵裂”的视频例子说明，膜是静止的观点不能解释现实中细胞变形和细胞分裂等现象。

提出问题：既然静止的观点不合理，我们还可以如何设想？

活动意义：

演示小魔术增加了课堂趣味，帮助学生从另一角度理解课文中的现象及推理思维。

通过团队合作讨论问题得出结论，增进了学生团队合作能力和思维主动性。以板书作图方式检验学生对知识理解程度，展示和交流，发挥学生学习主动性，解决知识拓展问题。