“生物膜的流动镶嵌模型”的教学设计温州市安家学校人教版生物教材中“生物膜的流动镶嵌模型”一节与往年的教材相比,不是平铺直叙直接述说结果,而是在回顾生物膜模型发展历史的同时,引导中学生据其因究其果,并归纳总结出生物膜模型建构的基本技巧。我对“生物膜的流动镶嵌模型”一节的教学设计如下:内容和地位“生物膜的流动镶嵌模型”是人教版“分子与细胞”模块第四章第二节内容。本章共三节,第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜,为何具有选择透过性,这与膜的结构有关,于是步入第二节内容。而第二节内容又是解释第三节“物质跨膜运输的形式”的基础。节内容的内在联系是:功能――结构――功能。由此可见,本节“生物膜的流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用,它是架起第一节和第三节的一座桥梁,并彰显了结构决定功能的生物学观点。本节主要包括了两大部份内容:科学家对细胞膜结构的探求历这是一个挺好的科学史教育素材,通过引导中学生一步一步地剖析科学家的实验和推论,如同亲历科学家探求的历程,使中学生切身体会科学的魅力,自然而然地接受流动镶嵌模型的理论,更重要的是让中学生加深对科学过程和方式的理解,明白科学发觉的过程是一个常年的过程,涉及到许多科学家的辛劳工作;科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说不是一成不变的,须要不断修正、展和构建;科学发展与技术有很大的关系,技术的进步可以更好地推动科学的发展。
细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在诸多对细胞膜结构的假说中,细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同能较好地解释人们对细胞膜功能的认识,中学生必须展开想像力,在脑子中建立细胞膜的空间结构,理解和把握流动镶嵌模型的基本要教学难点阐述构建生物膜模型的过程怎么彰显结构与功能相适应的观点中学生早已了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构,尤其是是学习了细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识,明晰了细胞膜成份主要是磷脂和蛋白质,了解细胞膜的主要功能是细胞与外界环境分开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流等,为本节知识的学习奠定了基础。中学中学生具备了一定的观察和认知能力,剖析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步构建细胞膜模型制作,但还很不健全,有对事物的探求好奇,又常常具有盲目性,并对探求科学的过程与技巧及推论的产生缺少理智的思索。在中学阶段即使学习过一些科学方式知识,但有关的知识还不系统。通过剖析科学家构建生物膜模型的过程简述科学发展的通常规律剖析科学家构建生物膜结构模型过程,尝试提出问题,大胆做出假定发挥空间想像能力,建立细胞膜的空间立体结构情感、态度与价值观认识到技术的发展在科学研究中的作用,尊重科学且用发展的观点看待科学,树立辩证的科学观树立科学知识和观点是在不断发展的观念。
调动中学生已有的知识和经验,迸发中学生的探究欲望。中学生在第章的学习中以前制做真核细胞的三维结构模型,当时就碰到过用哪些材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手,让中学生从结构与功能相适应的角度剖析,用哪些材料做细胞膜,好地彰显细胞膜的功能。关于这个问题,学生已有的知识是:细胞膜是细胞这个生命系统的边界;细胞膜才能控制物质的进出;动物细胞质壁分离和复原的实验告诉中学生,细胞还能在一定范围内涨大和缩说明细胞膜具有一定的弹性。教材中“问题剖析”栏目列举了三种材料:塑胶袋、普通布和弹力布,其中塑胶袋只能满足作为系统边界的要求,普通布才能满足系统的边界和让一部份物质透过这两项功能的要求,只有弹力布才能满足上述三项功能的要求。通过这个问题的讨论,中学生都会认识到构建细胞膜的结构模型,必须从结构与功能相适应的观点出发来思索。其实,细胞膜不可能是由弹力布构成的。细胞膜究竟具有如何的结构,能够使它具有上述功能呢?本节课在教学设计上主要突出科学史的教育。科学史的教学是在新教材中非常指出和突出的,在旧教材中涉及不多,要教好不容易。老师备课过程要细致企划怎样有效地引导中学生剖析不同时期不同科学家的实验及假说,评价她们的贡献;要能通过一连串的环环相扣的问题来引导中学生思维,要让中学生倍感身临其境,如同自己就是那种科学家在思索研究;最后让中学生从中总结出科学发觉的通常规律。
生物膜结构模型的建立是本节要突破的一个难点问题。本节班主任自制了磷脂分子和蛋白质分子的模型,让中学生依据科学家的实验现象自己来建立磷脂分子的排列方法、蛋白质与磷脂的组合方这样让中学生不但形象、直观的了解了模型建立的过程、也让她们置身其中、探索奥妙并体验了成功的喜悦。细胞膜的流动镶嵌模型这个难点的讲解可通过多媒体讲义来突破,有次序和层次地介绍。通过幻kt板放映各个科学家研究的图片、动画,提高了这种内容的立体感、丰富了教学内容、使中学生在乐趣中设计问题串,引导中学生以“自主、探究、合作”的方式进行学习。采用直观、讨论、演绎、比较等方式实现师生互动、生生互自制磷脂分子、蛋白质分子等模型课时安排:一课时学习过程设计说明问题阐述:在制做细胞模型时,你会选择哪些材料来做细胞膜?为何?班主任引导中学生从结构与功能相统一的角度进行讨论,中学生提出的其他合理的材料要给予鼓励。班主任引学案生步入对生物膜结构的探求历程的学习:通过上面的学习已知,细胞膜主要是由磷脂和蛋白质组成,这么,它们是怎么组成细胞19世纪末,曾用500多种物理物质对动物细胞的私密性进行过上万次的实验,发觉细胞膜对不同物质的私密性是不一样的细胞膜模型制作,但凡可以溶于脂类的物质,比不能溶于脂类物质更容易通过细胞膜步入细胞。
按照以上材料,讨论:的实验说明了哪些?谈谈你的结论的根据是哪些?的推导。班主任出示材料科学家在实验中发觉细胞膜不但会被溶化脂类的物质溶化,也会被蛋白酶(能专情点分解蛋白质的物质)分解。按照以上材料剖析:本材料说明了哪些问题?班主任出示材料20世纪初科学第一次将膜从喂奶植物的红细胞中分离下来。物理剖析表明,膜的主要成份是脂类和蛋白质。造成对生物膜结构阐述的兴明晰结构与功能相统一的生物学原理。培养中学生按照实验现象提出假说的能力。使中学生感悟科学家的严谨推理和大胆想像。培养中学生诠释推理的能力,使中学生领会科学为何要用喂奶植物红细胞的细胞膜进行膜结构的研究?在推理剖析得出推论后,还有必要对膜的成份进行提取、分离和鉴别吗?班主任出示材料于苯和水底,当苯挥发完之后,磷脂分子分布散经过推挤,磷脂分子排列成了双层,但是磷脂分子的极性背部都溶入水底。班主任指导:投影磷脂分子模型图(如课本P66所示)并强调每位磷脂分子包括头和尾两个部份。乙酸背部是亲水的,叫疏水端。所以磷脂分子在水的表面排布亲水端溶入水底,疏水端翘出水面产生双层。在以上的指导的基础上,班主任进一步引导中学生思索磷脂分子怎样进一步构成细胞膜:细胞膜外右侧是如何的环境?磷脂分子在两边都是水碱液的环境中又以如何的状态存在呢?通过讨论得出:细胞膜中应有两层磷脂分子,但是两层磷脂分子亲水性的脑部紧靠膜的两边,而疏水性尾部在膜的中央相接(通过图示说明)。
班主任出示材料1925年两位英国科学家用乙醇从人的红细胞中提取脂类在空气——水界面上描画成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的假如你是科学家,你会做出如何的推罗伯特森在电镜下见到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构(投影有关图解)。班主任引导讨论:不仅脂类外,蛋白质也是细推理剖析得出的仅仅是假说,正确与否必须通过实验来验证。补充材料引导中学生借助自己把握的相关知识,推断磷脂分子在细胞膜上排布的情况,体验推理过程,培养推理能力。培养中学生大胆想像的能力。体验实验技术在科学发展中胞膜的成份。这么,蛋白质坐落细胞膜的哪些位依据罗伯特森的工作以及上面讨论的有关细胞膜的知识,请你们合理地推论,大胆地提出假说。中学生讨论产生一定的共识后,请中学生拿自己的成果与罗伯特森当时提出的生物膜的模型相对体验成功的喜悦。述说罗伯特森的“蛋白质—脂质—蛋白质”的静态模型的特性。通感:该结构模型是否与细胞膜的相关生理功能相适应?班主任出示材料变形虫的运动及取食过程的图片,并简单给以说明。萤光标记的大鼠细胞和人细胞融合实验示意图,简单介绍实验过程。
讨论:谈谈罗伯特森的细胞膜的模型的局限性?班主任引导过渡:随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究,科学家发觉膜蛋白并不是全部平铺在脂类表面,有的蛋白质是镶嵌在脂类双分1972年桑格和尼克森提出的“流动镶嵌模型”为大多数人所接受。班主任让中学生阅读课本有关内容,归纳“流动镶嵌模型”的基本内容。之后分组,每组借助教师提供的材料(磷脂分子和蛋白质分子的模型)制做细胞膜流动镶嵌模型,完成后,师生共同的评价,让中学生明晰“流动镶嵌模型”的要点。的关键作用。展现矛盾,使得新思考。体会科学的动态发展变化,领略科学与技术的关系。通过亲自手制做流动镶嵌模型,加深对该要求中学生讨论“流动镶嵌模型”的基本内容,并总结建模的基本技巧。总结生物膜结构的探求历程,并讨论科学技术起关键性的带动作用。构与功能相适应的观点在生物膜结构的探求历程中所起的作用。人类对自然界的认识是永无止境的,随着实验技术的不断创新和改进,人类对膜的认识将更加细致入微,流动镶嵌模型将不断建立和发展。展示2003年诺贝尔物理奖的有关材料,引起中学生思索:物质的跨膜运输是如何的?构有如何的关系?我们将在下一节课剖析。解决教学重使中学生进一步感悟科学过程和科学方式。引起中学生进一步学习生物学知识的兴趣。变形虫的任何部位能伸开伪足,人体的个别白细胞能吞噬病