第2节《细胞膜的流动镶嵌模型》教学设计

第一篇：第2节《细胞膜的流动镶嵌模型》教学设计

第2节《生物膜的流动镶嵌模型》

教材分析

本节主要包括了两大部分内容：①.科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作；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，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。②.细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众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的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。

学情分析

学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础.高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。

设计思路

“调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。“

学生在第2章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。关于这个问题，学生已有的知识是：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；细胞膜能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉学生，细胞能够在一定范围内涨大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。教材中“问题探讨”栏目列出了三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，其中塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足上述三项功能的要求。通过这个问题的讨论，学生就会认识到建立细胞膜的结构模型，必须从结构与功能相适应的观点出发来思考。当然，细胞膜不可能是由弹力布构成的。细胞膜到底具有怎样的结构，才能使它具有上述功能呢？

生物膜结构模型的构建是本节要突破的一个难点问题。本节课中，教师要让学生根据科学家的实验现象自己来构建磷脂分子的排列方式、蛋白质与磷脂的组合方式，让学生形象、直观的了解模型构建的过程。细胞膜的流动镶嵌模型这个难点的讲解可通过多媒体课件来突破，有顺序和层次地介绍。通过幻灯片放映各个科学家研究的图片、动画，增强了这些内容的立体感、丰富了教学内容、使学生在乐趣中学、在轻松中学。

教学目标

1、知识与技能

①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 ； ②举例说明生物膜具有的流动性的特点 ；

③通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律。

2、过程与方法

①分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设 ； ②发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。

3、情感、态度和价值观

①使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点 ； ②培养学生严谨的推理和大胆想象能力 ；

③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、树立辨证的科学观。

教学重难点 1.教学重点

⑴科学家对生物膜结构的探索历程。

⑵生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。

2.教学难点

⑴对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；

⑵生物膜的空间立体结构； ⑶生物膜的流动性特点。

教具准备 :生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件

教学流程

设问引入→“问题探讨”→体验“生物膜结构的探索历程”→阐述“流动镶嵌模型的基本内容”

教学过程

（一）情景创设

教师质疑：同学们，在前面我们制作真核细胞的三维结构模型中，遇到过用什么材料做细胞膜的问题，现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，你选用哪种材料呢？为什么？

学生活动：学生小组讨论,交流,回忆细胞膜的功能,并说出选择的材料和选择的依据

学生:细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界;可以有选择的让物质进出;植物细胞的纸币分离和复原现象说明细胞膜具有一定的伸缩性等等…….塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。

教师质疑：大家进行选择的依据是利用了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学思想呢？

学生：生物体结构和功能相适应的思想。

补充并引出课题：实际上，弹力布也并不能完全代替生物膜。要找到更好的材料，我们还需要对细胞膜的结构有更深的认识。今天将循着科学家的脚步重温细胞膜结构的探索历程!

（二）探究新知

1、对生物膜结构的探索历程

教师引导：我想让大家穿过时空隧道，回到一百多年前，假想一下：如果你是当时的一位科学家，你会怎样去研究细胞膜的结构？

（提示学生，引导学生明白限于当时的技术条件，明白当时科学家是从生理功能入手来探究的，通过实验观察，做出合理的推测）学生：可以从现象入手，去进行推测。教师补充：这就是生物学研究上常用的一种科学方法——假说法。这也是我们今天探究生物膜的结构的一个重要的方法，下面，就让我们沿着科学家的足迹，和科学家一起来研究这个问题。

问题1：探究细胞膜的组成成分是什么？

材料①展示：欧文顿的实验及其相关的图片

实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。

动画展示 :欧文顿的实验原理 ~~~~~~~~~(形象直观,)师生互动

质疑①：根据实验，你能提出什么假说？

学生：提出假说：膜是由脂质构成的。

质疑②：在得出结论后，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？

学生：有必要，通过鉴定能更准确地说明问题。

质疑③：那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？

学生：当时的技术不能实现。

质疑④：这说明什么问题呢？

学生：这说明技术对科学研究的重要作用。

教师总结：直至20世纪初，科学家才能第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分的确是磷脂和蛋白质。从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的，同时又需要更进一步的实验来证明。

问题（2）：探究这些物质是如何组成膜的？

资料②展示：1917年欧文·朗缪尔将提取的膜质铺展在水盘的水面上，发现脂在水面上形成一薄层，单脂层亲水的头朝向水面，疏水的尾背离水面。于是他提出：磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，结构既有疏水基团（尾部），又有亲水基团（头部）。因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。（图示磷脂分子的结构）

学生活动：画出下面两种情况下磷脂的分布情况：①在空气-水界面上②完全浸没在水中

学生展示：小组代表上黑板演示

材料③展示：戈特 和格伦德对血影的研究

实验：两位科学分离纯化了红细胞，从一定数量的红细胞中抽提脂类，按Langmuir的方法进行展层，并比较展层后的脂单层的面积和根据体积所推算的总面积，发现提取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为（1.8～2.2）∶1，约为两倍。师生互动

教师质疑①：假如你是当时的科学家，当你做实验时发现单分子的磷脂分子正好是红细胞的两倍时，大胆地展开你的想象力，你能做出什么假说？

学生：细胞膜中的磷脂是两层的。

教师质疑②：那这两层磷脂分子在细胞中又是怎样排布的呢？再分小组讨论、画出磷脂分子在细胞膜上的分布。

学生：分组讨论，并提出细胞膜应两面都处于水环境中，所以讨论得到正确的排布方式。

问题（3）：那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？

材料④展示：罗伯特森的单位膜模型

实验：用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗三层结构，厚约7.5 nm，它由厚约3.5 nm的双层脂质分子和内外表面各为厚约2 nm的蛋白质构成。

问题（4）：有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？

教师放映变形虫的变形运动、白细胞吞噬病原体、细胞分裂的动画，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。

材料⑤展示：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验

实验：将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。学生提出假说：细胞膜具有流动性。

教师：很好，在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中1972年桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。

教师：那流动镶嵌模型的具体内容是如何的呢？

（1）磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。

（2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。这里体现了膜结构内外的不对称性。

（3）在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系。

（4）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。大多数的蛋白质也是可以运动的，也体现了膜的流动性。

课堂小结

我们这节课就到这里，一方面我们重温了科学家探索细胞膜结构的历程，这是一个在继承中不断验证、修正和完善发展的过程，这段科学史给予我们很多有用的启示，使我们加深了对科学过程和方法的理解。另一方面我们也重点学习了生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众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的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。

布置作业

板书设计

第2节

生物膜的流动镶嵌模型

一．生物膜结构的探索历程 二．流动镶嵌模型的基本内容

1.膜主要由脂质和蛋白质组成 2磷脂分子层是膜的基本支架 3.膜具有一定的流动性和选择透过性 教学反思

本节课对细胞膜结构的发现过程的相关科学史内容进行了学习，通过六个材料的展示，层层递进，让学生讨论分析，总结归纳，最终获得新知识。但是学生在小组讨论时，稍显混乱，有个别学生没有充分参与讨论。

第二篇：4.2细胞膜流动镶嵌模型学案

4.2 生物膜的流动镶嵌模型

一、学习目标

1．简述生物膜的结构。

2．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。3．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。

二、学习重点

流动镶嵌模型的基本内容。

三、学习难点

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。

四、课前预习

1．凡是可以溶于 的物质，比不能溶于 的物质更容易通过细胞膜进入细胞。2．生物膜的主要成分是。

3．1925年，两位荷兰科学家用 从人的红细胞中提取，在空气——水界面上铺展成，测得 的面积恰为红细胞表面积的两倍。4．1970年，科学家所做的荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合试验的试验现象证明细胞膜具有。

5．1972年，桑格和尼克森提出了为大多数人所接受的。

6.生物膜的 膜型认为，构成了膜的基本支架，这个支架不是 的，而是具有 的；蛋白质分子有的 在磷脂双分子层表面，有 的部分或全部 磷脂双分子层中，有的 整个磷脂双分子层。大多数蛋白质也 是可以 的。

7.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的 与 结含成的，叫做糖被。

五、课堂探究

一、对生物膜结构的探索历程（1）从生理功能入手的科学探究

实验一：1895年欧文顿（E.Overton）用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。问题①：你能推测出什么结论？

问题②：最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？

问题③：在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？

实验二：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。问题①：你能推测出什么结论？

问题②：在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？

实验三：1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。问题①：你能推测出什么结论？

问题②：细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢？细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢？

（2）单位膜模型的提出

实验四：1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）根据电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出单位膜结构模型。问题①：单位膜结构的主要内容是什么？

问题②：单位膜结构有什么缺陷？

问题③：有哪些证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？

（3）新技术带来新模型

实验五：1970年弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)的人——鼠细胞融合实验。问题：①该实验表明什么？

问题：②根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。

实验七：1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图

小结 1、19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的； 2、20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 和 组成； 3、1925年，荷兰科学家得出：脂质分子是 层分布的； 4、1959年，罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 三层结构组成； 5、1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 性； 6、1972年，桑格和尼克森提出了 模型。

二、流动镶嵌模型的基本内容

自主阅读P68教材第一段，讨论回答问题并尝试自己绘出细胞膜的亚显微结构示意图。问题：①生物膜的基本支架是什么？

问题：②蛋白质分子有哪几种存在形态？

问题：③膜分子是静止的，还是运动的？

认识细胞膜的亚显微结构示意图，绘制生物膜的概念图

六、课堂检测

1．提出生物膜流动镶嵌模型的时间和科学家分别是()A．1959年，罗伯特森 B．1972年，桑格和尼克森 C．19世纪，施旺和施莱登 D．19世纪，欧文顿

2．生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是()①以磷脂双分子层为基本骨架 ②蛋白质一脂质一蛋白质的三层结构

③静止的 ④流动的 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③

3．在细胞膜上，和细胞与细胞之间或者细胞与其他大分子之间互相联系，有密切关系的化学物质是()A．糖蛋白 B．磷脂 C．脂肪 D．核酸

4．最能代表生物膜基本化学成分的一组化学元素是()A．C、H、O、N B．C、H、O、N、P C．C、H、O、S、P D．C、H、O、Mg、Fe 5．维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为()A．细胞膜以磷脂双分子层作基本支架 B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质 C．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 D．细胞膜是选择透过性膜

6．组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架的是

()A．膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B.磷脂排布成双分子层

C.蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中 D.蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性 7．对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人的骨髓造血细胞移植入病人体内，使病人能够产生正常的血细胞。移植之前需要捐献者和病人的血液进行组织配型，主要检测他们的 HLA(人体白细胞抗原)是否相配。HLA是指()A．RNA B DNA C．磷脂 D．糖蛋白

8．细胞膜常常被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是

()①磷脂 ②蛋白质 ③多糖 ④核酸 A．①③ B、②③ C．①② D．②④

9．变形虫表面的任何部位都能伸为伪足，人体内的一些白细胞可以吞噬病菌和异物。上述生理过程的完成依赖于细胞膜的()A．选择透过性 B．流动性 C．保护性 D．主动运输

10．关于细胞膜流动性的叙述，正确的是()A．因为磷脂分子有头和尾，磷脂分子利用尾部摆动在细胞膜上运动，使细胞膜具有流动性 B.因为蛋白质分子无尾，不能运动，所以它与细胞膜的流动性无关 C．细胞膜的流动性是指蛋白质载体的翻转运动，与磷脂分子无关 D．细胞膜流动性与蛋白质分子和磷脂分子都有关

11．科学家常用牛、羊等哺乳动物的红细胞作为研究细胞膜成分的材料的原因，不正确的叙述是()A．哺乳动物成熟红细胞无细胞核等其他膜结构，易得到较纯的细胞膜 B．哺乳动物成熟红细胞呈游离状态，易分离和稀释 C．哺乳动物红细胞易获取、价格合理

D．哺乳动物红细胞无细胞壁，容易制取细胞膜

12.生物膜的“蛋白质一脂质－蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象()A．细胞膜是细胞的边界 B．溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜

[来源:学*科*网]

[来源:学.科.网]

C．变形虫的变形运动 D.细胞膜中的磷脂分子呈双层排列在膜中间

13．用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质。把人和鼠的细胞融合。融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合后的细胞在适宜的条件下培养，保持其活性，但融合后的杂种细胞仍为一半红，一半绿，发生这一现象可能的原因是()A．人、鼠细胞发生了免疫反应

B．构成人细胞的磷脂分子和鼠细胞的磷脂分子不具亲合性

C．人细胞的蛋白质分子大，位于下方，鼠细胞的蛋白质分子小，位于上方 D.细胞膜上的蛋白质发生变性，细胞膜失去了流动性

第2节 生物膜的流动镶嵌模型

【自学学案】

1．脂质 脂质 2．脂质和蛋白质 3．丙酮 脂质 单分子层 单分子层 4．流动性 5．流动镶嵌模型 6．流动镶嵌 磷脂双分子层 静止的 流动性 镶嵌 嵌入 横跨运动 7.蛋白质 糖类 糖蛋白 【课后练习】

1.B 2.C 3.A 4.B 5.A 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D 11.C 12.C 13.D

第三篇：第2节 生物膜的流动镶嵌模型 学案

学号：________ 姓名：___________

四、本节小结【请补充完成概念图】

达标检测

1.科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜的物质中有_____________________________。2．变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的（）

A、保护作用 B、一定的流动性 C、全透性 D、信息交流

3．在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。

实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。

请分析回答：细胞融合的实验表明了组成细胞膜的______________________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有________________________的特点。

4.下列有关生物膜的结构特点的叙述，最恰当的一项是：构成生物膜的（）

A、磷脂分子可以运动 B、构成生物膜的蛋白质分子可以运动

C、构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的

D、构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动

第四篇：“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学设计

“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学设计

摘 要 从激发兴趣、阅读分析、小组合作、动手模拟、体验技术、归纳创新这几个方面完成“生物膜的流动镶嵌模型”一节的教学过程，通过探究让学生凝聚到学习活动中来，实现学生在知识、能力和情感领域的自主发展。

关键词 结构成分 结构特点 流动镶嵌模型 小组合作

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

教材分析

“生物膜的流动镶嵌模型”一课是人教版《分子与细胞》第四章第二节的内容，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识点有一定的联系，并作为第三节“物质跨膜运输的方式”的基础。整章内容表现为“实例――结构――功能”的结构体系，本节内容起承上启下的作用。高中学生已具备了一定的观察、认知和思维能力，对事物的本质具有探索的欲望，但往往缺乏思考的连续性和逻辑性。本节内容的教学设计旨在教师的引导下，激发学生的探究欲望，培养学生的探究能力，在实现学生知识领域发展的同时，使学生的能力和情感也得到提升。教学目标

2.1 知识目标

① 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；

② 举例说明生物膜具有的流动性特点。

2.2 能力目标

① 分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆做出假设；

② 发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。

2.3 情感、态度与价值观目标

① 形成生物结构与功能相适应的生物学辨证观点；

② 认同技术的发展在科学研究中的作用，形成用发展的观点看待科学的观念。教学重难点

3.1 教学重点

① 对生物膜结构的探索历程；

② 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。

3.2 教学难点

① 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；

② 生物膜的流动性特点。教学过程

4.1 播放动画，导入新课

教师播放变形虫摄食视频，展示教材中“问题探讨”栏目列出的三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，引导学生从结构与功能相适应的角度分析哪种材料更加类似于变形虫的细胞膜。学生很快回答：弹力布。教师追问原因，引导学生分析出因为弹力布具有动态的特点。继续追问包括细胞膜在内的生物膜的结构到底是怎样，引出课题。

设计意图：通过动画使学生的注意力迅速聚焦到课堂，在几种材料的取舍中，学生确立了生物膜动态特点，为课堂教学的顺利开展做好基础准备。

4.2 阅读资料，分析结构成分

教师展示资料一：

19世纪末，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，发现脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被能溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。

教师提出问题：阅读资料，你认为生物膜的成分是什么？为什么这么认为？阅读后对于科学研究的过程有何体会？

设计意图：资料及问题比较简单，学生阅读分析可自主解答前两个问题，有利于培养高中生自主学习、获取信息的能力。同时学生感受到科学研究的反复性和艰苦性，体会到崇高的科研精神，对其情感、态度与价值观的发展具有引导作用。

4.3 利用教具，建立结构模型

教师展示资料二：

1925年，荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel用丙酮分离出哺乳动物的红细胞膜中的脂质，在空气―水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。

教师提出问题：“膜内的磷脂分子铺成单层后，面积就会扩大两遍，对此现象如何解释”？

学生在讨论后得出膜内有两层磷脂分子的结论。

教师讲解磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部知识，要求学生绘制磷脂分子在“空气―水”界面分布的模拟简图（图1）。

小组合作一：动手设计膜中磷脂分子的排布方式。

在学生对于磷脂分子性质掌握的基础之上，分小组讨论并利用道具模拟设计膜内磷脂分子的排布方式。

设计意图：磷脂分子的排布是微观的，学生缺乏形象认识。教师若直接展示结构模型，必然失去探究性学习的过程，不能获得较好的教学效果。通过教师引导学生逐步进入探究的殿堂，学生小组合作探究到两层磷脂分子的排布方式，既使学生感受学习的乐趣，又增强小组分工合作的能力。学生对本部分内容的学习可能会遇到瓶颈。首先学生不一定能准确的得出“双层磷脂分子”的结论，后续过程将很 难开展，笔者在这种情况下利用学案的对折和展开的对比分析进行突破。第二个瓶颈是学生可能会对磷脂分子的性质掌握不透彻或者即使在掌握了磷脂分子亲疏水性，在设计膜中磷脂分子的排布方式的环节中也会粘贴出“头部相靠，尾部朝向两侧”的错误模型，所以在小组动手操作之前教师可以以人红细胞为例介绍膜外和膜内的液体环境。

教师引导：我们共同设计出细胞膜中磷脂分子的排布模式图（图2）。细胞膜的结构完成了吗？还缺什么？蛋白质又是以什么方式排布在膜中的呢？

教师展示资料三：

1959年罗伯特森在电子显微镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构。通过课件中语音介绍电子显微镜技术：“电子显微镜是用电子束照射被检样品，与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。”

教师提出问题：罗伯特森提出生物膜是“蛋白质―脂质―蛋白质”构成的三层结构模型，并且描述为静态的统一结构。对此你认同吗？

第五篇：生物膜的流动镶嵌模型教学设计

第二节 生物膜的流动镶嵌模型教学设计

李思虎

【教材分析】

人教版必修1第4章共3节内容，第1节《物质跨膜运输的实例》，第2节《生物膜的流动镶嵌模型》，第3节《物质跨膜运输的方式》。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜，膜为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，膜结构又是解释物质跨膜运输的方式的基础。这3节内容的内在联系是：功能—结构—功能。由此可见，本节内容在第4章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。

本节主要包括两大部分内容：

1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。

2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众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认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。【教学目标】

1．知识与技能

①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律。

②举例说明生物膜具有流动性特点。

③简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。

2．过程与方法

①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。

②发挥空间想象力，通过制作模型，构建细胞膜的空间立体结构。

3．情感态度与价值观

①生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。

②正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证。

③正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。

【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。

【教学方法】谈话法、探究法 【教具准备】多媒体课件 【课时安排】1课时 【教学过程】

一、创设情境，兴趣导入

PPT展示细胞膜诗一首，引入细胞膜的功能。是谁

隔开了原始海洋的动荡 是谁，奏鸣了生命的交响。是谁，为我日夜守边防 是谁，为我传信报安康。没有你，我会是何等模样！

教师：鸟儿会飞是因为有翅膀，鱼儿会游是因为有流线型的身体和鳍，是因为结构决定功能，要知道细胞膜为什么有这些功能就需要了解它的结构。

二、探究细胞膜的组成成分

呈现科学史料：1895年，E.Overton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的研究。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。

探究：依据E.Overton所观察到的实验现象，你们能得出什么结论？

学生分析得出结论，体验推理过程。（细胞膜主要由脂质和蛋白质组成）

引导学生提出新问题：细胞膜中的磷脂分子如何排列的呢？

呈现科学史料：1925年，两位荷兰科学家对血影的研究，他们用丙酮抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测得的总面积是红细胞表面积的2倍。

设问1：依据所观察到的实验现象，你们能得出什么结论？

认真思考得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。

设问2：磷脂分子如果铺在水面上应该是什么样的？

探究脂质分子的排列方式，讨论，板书。

设问3：磷脂分子是否排列成两层？如何排布？

探究脂质分子排列成两层的方式，板书。

引导学生提出新问题。

呈现科学史料：电镜下的细胞膜呈现了暗亮暗三层结构。

设问1：的代表什么物质呢？亮的代表什么物质呢？

设问2：蛋白质分子位于磷脂双分子层的什么位置？

蛋白质是怎样排布在磷脂双分子层上的呢？（蛋白质覆盖在磷脂分子的两侧）

讲述罗伯特森的“蛋白质－脂质－蛋白质”静态模型的特点。

设问：该结构模型是否与细胞膜的相关生理相适应？

从现实生活中寻找证据，观看录像：变形虫的变形运动。

分析相关实验，设问：“蛋白质－脂质－蛋白质”的静态模型是否有缺陷，应如何修正？

科学史料中寻找支持实验：①1970年，Frye和Edidin的人――鼠细胞融合实验，整合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。将细胞放在37度培养40分钟后，两种颜色均匀分布在融合后的细胞膜表面。

引导学生通过小组合作构建细胞膜的结构模型。

三、总结归纳 教师：那流动镶嵌模型的具体内容是如何的呢？

（1）磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。

（2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。这里体现了膜结构内外的不对称性。

（3）在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系。

（4）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。大多数的蛋白质也是可以运动的，也体现了膜的流动性。【课堂小结】

我们这节课就到这里，一方面我们重温了科学家探索细胞膜结构的历程，这是一个在继承中不断验证、修正和完善发展的过程，这段科学史给予我们很多有用的启示，使我们加深了对科学过程和方法的理解。另一方面我们也重点学习了生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众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的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系 【回顾反思】

“对生物膜结构的探索历程”这部分内容可以联系第一章之第二节，关于“细胞学说的建立过程”，不仅要让学生知道生物学的基本理论知识，还要让学生明白科学探索是一个在继承中不断验证、修正和完善发展的过程，其道路是曲折的，更要让学生尊重科学，用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观。这样通过科学探索史的学习，让学生自我启示，加深对科学过程和方法的理解。

“流动镶嵌模型的基本内容”的阐述一定要清晰，有条理，便于对这部分知识的理解掌握，同时也为更好的理解下一节“物质跨膜运输的方式”提供了知识基础。