第2节生物膜的流动镶嵌模型ppt课件课堂实录

第2节　生物膜的流动镶嵌… 高中生物       人教2003课标版

【知识与技能】1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；

                        2.分清生物膜具有的结构特点和功能特点；

                        3.分析科学家建立生物膜模型的过程，体会生物科学中结构决定功能的观点。

【过程与方法】1.自主阅读教材后完成导学案并相互评价，确定本课的学习目标；

                        2.通过观看探究实验视频，结合问题情境，小组合作深入探讨科学家建立生物膜结构模型过程；

                        3.自主构建流动镶嵌模型，总结流向镶嵌模型的基本内容。

【情感态度和价值观】1.先学再导后探讨，发挥学生主动学习的积极性及合作学习的良好习惯；

                                   2.通过对实验视频中问题的探讨，培养学生的推理、分析能力；

                                   3.利用生活中的材料建模，体会生物结构与功能相适应的生物学辨证观点。

【学生课前经验】

    1.第三章已经学习过细胞膜的相关内容，知道了细胞膜的组成成分是脂质、蛋白质和糖类，这为本节课进一步探讨这几种成分的排布和功能奠定了基础；

    2.学生通过课前自主学习后完成导学案的预习部分，基本上对教材内容进行了两次梳理，本节课的主要内容框架已经掌握，而且能提出学习中遇到的难点供课堂合作探讨，使课堂针对性强，有效率。

【学生认知特点】

    1.本节课前半部分以大篇幅的描述语言，阐述探索生物膜结构的科学实验生物史，学生普遍觉得内容抽象且很难结合生活实践进行理解，缺少直观认识的支持，使学生在掌握这部分内容时遗留下很多想不通透的问题，有待课堂上进一步探讨。因此，以课外兴趣小组的模拟实验，来引导学生从合作探讨中深入理解这部分知识，不失为一个既直观又颇具趣味性和推理性的方法。

    2.我校进行推行课改进程已逐步完善，学生的求知欲、表现欲高涨，能积极配合进行课外实验录制，课堂上自主学习、相互评价、合作讨论、展示成果的环节学生已运作得游刃有余，因此，以课前自主学习、课外实验模拟结合课堂合作展示进行本课学习，能大大提高课堂效率，把学习的主动性还给学生。

【教学重点】流动镶嵌模型的基本内容；

【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。

        教师一边组织学生相互评价同伴的导学单预习部分，一边巡视，任意抽取一位学生的导学案进行实物投影。并引导全班就投影的导学单做出评价。

        教师从表格“人物+时间+历史事件”的描述风格，引出生物史的意义，并指出这是本课的学习目标之一。从表格的最后一行——关于流动镶嵌模型的内容，引出本节课的学习目标之二是深入理解此内容。教师展示学生们课前搜集并整理的问题，将其中提问人数较多的，以及较有代表性的问题（共四个问题），作为学习目标一中的探究任务。

问题1：欧文顿已经推出膜的成分是脂质的结论，为什么科学家还要再将细胞膜分离提纯，并检验其成分？

学生观看课外小组的实验视频——《X物质是什么》

实验者将花生油及一种未知的X物质分别加入1号和2号试管中，再往试管中加水；将花生油及X物质加入3号和4号试管中，再往试管中加92号汽油；通过观察，发现X物质发生的现象与花生油相似，所以断定X物质就是花生油。

教师设问：对于这个结论，同学们怎么看？

教师组织学生分组讨论后，展示讨论结果。

学生进行讨论。

学生展讲：X物质可能和花生油具有相同的性质。因为根据类似的实验现象，得出的只是推论，如果不进一步将X物质的化学成分提取出来进行检验，就不能断定X物质是什么。

教师总结：非常好！所以，这就是为什么欧文顿已经推出膜的成分是脂质的结论，其他科学家还要再将细胞膜分离提纯，并检验其成分的原因。经过科学家们不懈的努力，科学家们提取、分离并检验出生物膜的主要成分除了含有脂质，还含有蛋白质、糖类。（板书）

问题2：为什么红细胞膜中提取出的脂质分子在空气—水的界面上铺成单分子层后，面积是原来的2倍？

学生观看课外小组的实验视频——《磷脂分子在空气——水界面中的排布》

两个实验者模拟6个磷脂分子在大小不同的空气——水界面中的排布。根据磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性的特点，其中一位实验者在足够大的空气——水的界面中，将6个磷脂分子头部向水面，尾部向空气界面进行单层排布。但另一位实验者由于界面大小的局限（只能摆4个磷脂分子），思考应该如何将剩余的2个磷脂分子摆放进去。

教师设问：同学们认为，这位实验者应如何处理剩下这两个磷脂分子？

教师组织学生分组讨论，展示讨论结果。

学生讨论。

三个小组上黑板展写讨论结果。

各小组学生代表上黑板画图：分两层，有三个、三个作为一层，也有两个、四个作为一层……

教师：点评各组的成果，提出值得质疑的地方。并请学生看实验者是怎样做的。

播放视频剩下的内容：实验者将六个分子没入水中，抱团，围成单层圆形状、并解释：当界面不够大时，6个磷脂分子会抱团，将头部统一向着外面的水，尾部统一朝里，成团没入水中。

教师设问：这是单层膜结构，磷脂分子团外面是水，里面没有水。但是，细胞内大部分是水，细胞生活在水的液体环境中，所以细胞外主要也是水，这时候，刚才的单层磷脂分子团模型能否代表细胞膜中磷脂分子的排布呢？请看下面的视频。

播放课外小组的实验视频——《模拟磷脂分子在细胞膜上的分布》

实验者先介绍细胞膜所处的环境——内外主要都是水，所以，用双层磷脂分子便能解决问题。两层磷脂分子的头部分别想着细胞内和细胞外的水，尾部聚集在两层头部之间。

教师设问：这双层磷脂分子，有一个什么名称？

学生齐答：磷脂双分子层。

接着，实验者假设，这个双层磷脂分子模型面积为S，并将其摆放到足够大的空气——水的界面中，磷脂分子头部全朝着水面，尾部想着空气，呈单层状态，面积刚好为2S。这就回答了探究活动中“为什么红细胞膜中提取出的脂质分子在空气——水的界面上铺成单分子层后，面积是原来的2倍”的问题。

问题3：人鼠细胞融合实验，是荧光分子在运动，还是细胞膜在运动？

播放课外小组的实验视频——《模拟人鼠细胞融合实验》

实验者用改造后的魔方（将魔方格外面的彩色贴纸去掉，变成纯白魔方）来模拟“人鼠杂交细胞”，魔方左边这一半模拟“人的细胞”，魔方右边这一半模拟“小鼠细胞”，左边贴上红纸  模拟“用红色荧光标记人的细胞”，右边贴上白纸  模拟“用白色荧光标记小鼠细胞”。刚开始融合时，这个融合细胞一半是红色，一半是白色。实验者扭动魔方，红色贴纸和白色贴纸随着魔方格转动。

教师设问：这个模拟的人鼠细胞融合实验，是荧光分子在运动，还是细胞膜在运动？换句话说，是红白贴纸自身在运动，还是魔方格带着表面的贴纸在运动？

教师组织学生分组讨论，并展示讨论结果。

学生分组讨论。

学生展讲：应该是细胞膜在动，所以荧光分子被细胞膜带着移动，因为贴纸本身不懂，是魔方格移动时，带动了贴纸的运动。

教师设问：这证明了细胞膜结构具有什么特点?

学生展讲：细胞膜具有一定的流动性。

问题4：罗伯特森提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的静态模型，但课本中只否定了静态，“蛋白质—脂质—蛋白质”这个模型是怎样被否定的？

教师设问：磷脂分子呈双层排布，那蛋白质分子又是怎样排布的呢？同学们经过自主学习，知道有一位科学家罗伯特森提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的模型，有同学非常细心，发现了这样一个问题，课本中只否定了静态，但“蛋白质—脂质—蛋白质”这个模型是怎样被否定的呢？

教师讲授：（介绍冰冻蚀刻电镜技术）冰冻蚀刻电镜技术是一种复合型技术，它通过冰冻断裂，浮雕蚀刻和电镜观察，得出蛋白质的分布原来是这样的（展示冰冻蚀刻电镜技术得出的生物膜结构的图片）。

教师设问：请看（冰冻蚀刻电镜技术得出的生物膜结构的图片），蛋白质是不是很不规则的呢？这里的板书还没有补充完整，请大家用两分钟的时间，再次阅读课本P68页的内容，将生物膜的流动镶嵌模型相关内容通过学习后，补充完整。

学生活动：自主阅读，总结，讨论。

学生展示：教师请两组学生代表根据阅读学习的知识，上黑板画生物膜的流动镶嵌模型；另请一组学生用材料摆放生物膜的流动镶嵌模型，并组织没有参与展示模型的学生在下面仔细观察，准备抢答教师提出的问题：

1、展示的同学先选择细胞膜哪种成分的模型构建生物膜？为什么？

2、蛋白质的排布有哪几种方式？蛋白质有什么作用？

3、膜的两侧是否都有糖分子？为什么？

学生评价：学生抢答问题时，教师边总结板书，边引导学生评价黑板的模型有什么不足之处，加深对生物膜的流动镶嵌模型相关内容的理解和记忆。

练习评价：1、组织学生完成导学案中的1-5题。

          2、完成后，组织学生自主对照答案，组内相互批改课堂练习，打分。

          3、根据打分结果，给予教师评价，分层次布置课后作业。

教师评价：

A+：100分

    超级棒！你对本节内容掌握透彻，知识迁移与应用能力强！

    你的任务：请你迅速完成【巩固提升】所有内容，并主动尝试帮助其他同学解决学习中遇到的问题。

A：80分    

    非常好！你对本节内容掌握得不错，知识理解与储备能力比较强！

    你的任务：请你迅速完成【巩固提升】所有内容，并主动与A+同学讨论【巩固提升】中的第7题。

A-：80分以下    

    加油啊！你对本节内容有所认识，已经有了一定的知识理解与组织能力！

    你的任务：请你迅速完成【巩固提升】第6题，并主动与A+或A同学讨论。

第2节　生物膜的流动镶嵌模型　

第2节　生物膜的流动镶嵌模型　

        教师一边组织学生相互评价同伴的导学单预习部分，一边巡视，任意抽取一位学生的导学案进行实物投影。并引导全班就投影的导学单做出评价。

        教师从表格“人物+时间+历史事件”的描述风格，引出生物史的意义，并指出这是本课的学习目标之一。从表格的最后一行——关于流动镶嵌模型的内容，引出本节课的学习目标之二是深入理解此内容。教师展示学生们课前搜集并整理的问题，将其中提问人数较多的，以及较有代表性的问题（共四个问题），作为学习目标一中的探究任务。

问题1：欧文顿已经推出膜的成分是脂质的结论，为什么科学家还要再将细胞膜分离提纯，并检验其成分？

学生观看课外小组的实验视频——《X物质是什么》

实验者将花生油及一种未知的X物质分别加入1号和2号试管中，再往试管中加水；将花生油及X物质加入3号和4号试管中，再往试管中加92号汽油；通过观察，发现X物质发生的现象与花生油相似，所以断定X物质就是花生油。

教师设问：对于这个结论，同学们怎么看？

教师组织学生分组讨论后，展示讨论结果。

学生进行讨论。

学生展讲：X物质可能和花生油具有相同的性质。因为根据类似的实验现象，得出的只是推论，如果不进一步将X物质的化学成分提取出来进行检验，就不能断定X物质是什么。

教师总结：非常好！所以，这就是为什么欧文顿已经推出膜的成分是脂质的结论，其他科学家还要再将细胞膜分离提纯，并检验其成分的原因。经过科学家们不懈的努力，科学家们提取、分离并检验出生物膜的主要成分除了含有脂质，还含有蛋白质、糖类。（板书）

问题2：为什么红细胞膜中提取出的脂质分子在空气—水的界面上铺成单分子层后，面积是原来的2倍？

学生观看课外小组的实验视频——《磷脂分子在空气——水界面中的排布》

两个实验者模拟6个磷脂分子在大小不同的空气——水界面中的排布。根据磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性的特点，其中一位实验者在足够大的空气——水的界面中，将6个磷脂分子头部向水面，尾部向空气界面进行单层排布。但另一位实验者由于界面大小的局限（只能摆4个磷脂分子），思考应该如何将剩余的2个磷脂分子摆放进去。

教师设问：同学们认为，这位实验者应如何处理剩下这两个磷脂分子？

教师组织学生分组讨论，展示讨论结果。

学生讨论。

三个小组上黑板展写讨论结果。

各小组学生代表上黑板画图：分两层，有三个、三个作为一层，也有两个、四个作为一层……

教师：点评各组的成果，提出值得质疑的地方。并请学生看实验者是怎样做的。

播放视频剩下的内容：实验者将六个分子没入水中，抱团，围成单层圆形状、并解释：当界面不够大时，6个磷脂分子会抱团，将头部统一向着外面的水，尾部统一朝里，成团没入水中。

教师设问：这是单层膜结构，磷脂分子团外面是水，里面没有水。但是，细胞内大部分是水，细胞生活在水的液体环境中，所以细胞外主要也是水，这时候，刚才的单层磷脂分子团模型能否代表细胞膜中磷脂分子的排布呢？请看下面的视频。

播放课外小组的实验视频——《模拟磷脂分子在细胞膜上的分布》

实验者先介绍细胞膜所处的环境——内外主要都是水，所以，用双层磷脂分子便能解决问题。两层磷脂分子的头部分别想着细胞内和细胞外的水，尾部聚集在两层头部之间。

教师设问：这双层磷脂分子，有一个什么名称？

学生齐答：磷脂双分子层。

接着，实验者假设，这个双层磷脂分子模型面积为S，并将其摆放到足够大的空气——水的界面中，磷脂分子头部全朝着水面，尾部想着空气，呈单层状态，面积刚好为2S。这就回答了探究活动中“为什么红细胞膜中提取出的脂质分子在空气——水的界面上铺成单分子层后，面积是原来的2倍”的问题。

问题3：人鼠细胞融合实验，是荧光分子在运动，还是细胞膜在运动？

播放课外小组的实验视频——《模拟人鼠细胞融合实验》

实验者用改造后的魔方（将魔方格外面的彩色贴纸去掉，变成纯白魔方）来模拟“人鼠杂交细胞”，魔方左边这一半模拟“人的细胞”，魔方右边这一半模拟“小鼠细胞”，左边贴上红纸  模拟“用红色荧光标记人的细胞”，右边贴上白纸  模拟“用白色荧光标记小鼠细胞”。刚开始融合时，这个融合细胞一半是红色，一半是白色。实验者扭动魔方，红色贴纸和白色贴纸随着魔方格转动。

教师设问：这个模拟的人鼠细胞融合实验，是荧光分子在运动，还是细胞膜在运动？换句话说，是红白贴纸自身在运动，还是魔方格带着表面的贴纸在运动？

教师组织学生分组讨论，并展示讨论结果。

学生分组讨论。

学生展讲：应该是细胞膜在动，所以荧光分子被细胞膜带着移动，因为贴纸本身不懂，是魔方格移动时，带动了贴纸的运动。

教师设问：这证明了细胞膜结构具有什么特点?

学生展讲：细胞膜具有一定的流动性。

问题4：罗伯特森提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的静态模型，但课本中只否定了静态，“蛋白质—脂质—蛋白质”这个模型是怎样被否定的？

教师设问：磷脂分子呈双层排布，那蛋白质分子又是怎样排布的呢？同学们经过自主学习，知道有一位科学家罗伯特森提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的模型，有同学非常细心，发现了这样一个问题，课本中只否定了静态，但“蛋白质—脂质—蛋白质”这个模型是怎样被否定的呢？

教师讲授：（介绍冰冻蚀刻电镜技术）冰冻蚀刻电镜技术是一种复合型技术，它通过冰冻断裂，浮雕蚀刻和电镜观察，得出蛋白质的分布原来是这样的（展示冰冻蚀刻电镜技术得出的生物膜结构的图片）。

教师设问：请看（冰冻蚀刻电镜技术得出的生物膜结构的图片），蛋白质是不是很不规则的呢？这里的板书还没有补充完整，请大家用两分钟的时间，再次阅读课本P68页的内容，将生物膜的流动镶嵌模型相关内容通过学习后，补充完整。

学生活动：自主阅读，总结，讨论。

学生展示：教师请两组学生代表根据阅读学习的知识，上黑板画生物膜的流动镶嵌模型；另请一组学生用材料摆放生物膜的流动镶嵌模型，并组织没有参与展示模型的学生在下面仔细观察，准备抢答教师提出的问题：

1、展示的同学先选择细胞膜哪种成分的模型构建生物膜？为什么？

2、蛋白质的排布有哪几种方式？蛋白质有什么作用？

3、膜的两侧是否都有糖分子？为什么？

学生评价：学生抢答问题时，教师边总结板书，边引导学生评价黑板的模型有什么不足之处，加深对生物膜的流动镶嵌模型相关内容的理解和记忆。

练习评价：1、组织学生完成导学案中的1-5题。

          2、完成后，组织学生自主对照答案，组内相互批改课堂练习，打分。

          3、根据打分结果，给予教师评价，分层次布置课后作业。

教师评价：

A+：100分

    超级棒！你对本节内容掌握透彻，知识迁移与应用能力强！

    你的任务：请你迅速完成【巩固提升】所有内容，并主动尝试帮助其他同学解决学习中遇到的问题。

A：80分    

    非常好！你对本节内容掌握得不错，知识理解与储备能力比较强！

    你的任务：请你迅速完成【巩固提升】所有内容，并主动与A+同学讨论【巩固提升】中的第7题。

A-：80分以下    

    加油啊！你对本节内容有所认识，已经有了一定的知识理解与组织能力！

    你的任务：请你迅速完成【巩固提升】第6题，并主动与A+或A同学讨论。