“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”課例研究

譚悅

摘 要：以“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”的課堂教學(xué)為例，探討了高效課堂的實(shí)行方式，并將“發(fā)展核心素養(yǎng)”的理念貫穿課堂，致力于培養(yǎng)全面發(fā)展的學(xué)生。對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程是難點(diǎn)，流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是重點(diǎn)。教師在講解時(shí)，可用幽默的語言、貼近生活的實(shí)例充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將課堂交還給學(xué)生，讓學(xué)生盡情享受課堂，在輕松愉快的氛圍中掌握知識(shí)。在教學(xué)過程中，生生合作，體會(huì)到學(xué)習(xí)知識(shí)、提升能力的成就感，使學(xué)生的主體地位得以體現(xiàn)。教師借助多媒體課件的展示，進(jìn)行有效的引導(dǎo)和梳理，使自身的主導(dǎo)地位得以體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；生物膜；合作探究；高效課堂

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的發(fā)現(xiàn)是漫長的生命科學(xué)史中一顆璀璨耀眼的明珠，是19世紀(jì)至20世紀(jì)生物學(xué)家們?cè)趫?jiān)持不懈的追求和探索中通過巧妙的構(gòu)思、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲蟹椒ú讲阶分鸬降恼胬怼１竟?jié)課是必修1第4章第2節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容之前，已經(jīng)掌握了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例以及細(xì)胞膜的化學(xué)組成，對(duì)于生物膜已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，并且也會(huì)在腦海里產(chǎn)生疑惑：生物膜的化學(xué)成分該如何構(gòu)成它的結(jié)構(gòu)呢？什么樣的結(jié)構(gòu)才能滿足生物膜的功能呢？于是，順理成章地進(jìn)入生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第一節(jié)，在此之后，第3節(jié)學(xué)生又會(huì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑滩牡倪@種編排使本節(jié)內(nèi)容很好地起到了承上啟下的作用。

一、預(yù)習(xí)為高效課堂打下基礎(chǔ)

教師分發(fā)本節(jié)課的學(xué)案，學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案提示，閱讀課本，初步了解對(duì)生物膜的結(jié)構(gòu)探索歷程中的重要科學(xué)家及其研究思路。

二、導(dǎo)課為高效課堂埋下伏筆

教師提問：細(xì)胞膜的功能有哪些？

學(xué)生活動(dòng)：努力回憶，積極討論。

師生共同總結(jié)：細(xì)胞膜的功能包括三個(gè)方面：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。而功能是由相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來決定的，那么細(xì)胞膜應(yīng)該有怎樣的結(jié)構(gòu)呢？

三、合作為高效課堂打造成功

（一）膜成分的探究

課件展示：表格展示19世紀(jì)末歐文頓的物質(zhì)通透性實(shí)驗(yàn)和20世紀(jì)初科學(xué)家對(duì)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的膜成分的提取鑒定實(shí)驗(yàn)。

教師提問：請(qǐng)大家仔細(xì)觀看，結(jié)合前面所學(xué)，思考他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么。

學(xué)生回答：歐文頓的結(jié)論是：膜是由脂質(zhì)組成的；紅細(xì)胞的膜成分鑒定實(shí)驗(yàn)得出：膜的主要成分除了脂質(zhì)還有蛋白質(zhì)。

教師引導(dǎo)：知道了膜的成分后，科學(xué)家開始有了新的疑惑：這些成分按照怎樣的方式來進(jìn)行排列的呢？

（二）膜靜態(tài)結(jié)構(gòu)的建立——脂質(zhì)分子的排布

課件展示：（1）兩位荷蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)單分子層的面積為紅細(xì)胞表面積的2倍；（2）認(rèn)識(shí)磷脂分子的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)。

教師提問：（1）嘗試解釋為什么磷脂在空氣和水界面上排成單分子層？

（2）嘗試解釋磷脂在細(xì)胞膜上會(huì)如何排布呢？

教師將學(xué)生分為六人一組的學(xué)習(xí)小組，合作探討問題1和問題2的答案，并將討論結(jié)果展示在每小組的展板上。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生之間針對(duì)問題相互討論，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。（教師在此過程中巡視、了解學(xué)生的思想，給予適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ笇?dǎo)。）每一個(gè)學(xué)習(xí)小組推選一位中心發(fā)言人展示匯報(bào)本組的討論結(jié)果。其他小組同學(xué)可針對(duì)該發(fā)言人的講解提出問題或者作出補(bǔ)充。

各個(gè)小組同學(xué)積極回答問題。

教師總結(jié)：剛才大家的發(fā)言和補(bǔ)充真是棒極了！科學(xué)探究就是這樣一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，在這個(gè)過程中，需要不斷反思，不斷與人合作，不斷完善，最終才能一點(diǎn)一點(diǎn)靠近真理。

（三）膜靜態(tài)結(jié)構(gòu)的建立——蛋白質(zhì)分子的排布

回歸課本，教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材。

課件展示：羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜呈暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。

教師講解：電鏡下的成像原理是：分子質(zhì)量大呈暗色，分子質(zhì)量小呈亮色。蛋白質(zhì)分子是大分子，而磷脂分子相對(duì)分子質(zhì)量較小，所以羅伯特森據(jù)此預(yù)測細(xì)胞膜的暗—亮—暗結(jié)構(gòu)就應(yīng)該對(duì)應(yīng)的是蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并且羅伯特森認(rèn)為細(xì)胞膜就是這樣的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。

學(xué)生：根據(jù)上一節(jié)課學(xué)的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，細(xì)胞膜應(yīng)該有一定的伸縮性，所以我覺得羅伯特森的觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)可能是被認(rèn)可的，但那是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展不到位，有局限性。現(xiàn)在，我們的科技已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，我們很清楚地知道細(xì)胞膜不應(yīng)該是靜止的。

教師評(píng)價(jià)：非常好！我們同學(xué)已經(jīng)學(xué)會(huì)了舉一反三，掌聲鼓勵(lì)一下！（學(xué)生響起熱烈的掌聲）那么看來，羅伯特森的觀點(diǎn)不被大家認(rèn)可。也確實(shí)如我們同學(xué)所想，后來隨著技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家重新認(rèn)識(shí)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)并不是均勻分布在細(xì)胞膜兩側(cè)，而是有三種排列方式：有的蛋白質(zhì)鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入其中，有的貫穿整個(gè)磷脂雙分子層。

（四）流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容

課件展示：人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)

師生共同合作，一起總結(jié)出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。

編輯 趙飛飛