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。
