高中生物物理模型的制作及展示_百度文库
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高中生物物理模型的制作及展示|
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4.2生物膜的流动镶嵌模型
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官方公共微信[转载]课堂实录----《生物膜的流动镶嵌模型》
对全国生物高效课堂一节公开课的点评
深圳市育才中学&&&
日至28日，全国高效课堂生物展示邀请赛在深圳市外语学校高中部召开，现将大会安排的其中1节观摩课《生物膜的流动镶嵌模型》（人教版必修1第4章第2节）的实况及点评发表如下。
1、教学实录
[说明：执教人是西安高新一中的闫锋老师，授课年级为深圳市外语学校高中部高一。此实录来自闫锋老师的课件和笔者听课记录，在编辑过程中难以有些遗漏，敬请闫锋老师谅解。感谢闫锋老师提供给我们一节精彩的公开课。]
1.1创设情境，提出问题
师：（展示一首诗）是谁，隔开了原始海洋的动荡，是谁，为我日夜守边防，是谁，为我传信报安康。没有你，我——一个小小的细胞，会是何等模样?
生：（看大屏幕）这里的“谁”，指的是细胞膜。没有了细胞膜，就无法隔开细胞内外的物质，保证细胞内生命活动的正常进行。
师：回答很好，由此可见细胞膜的重要作用。细胞膜是生物膜的一种。如果让你构建生物膜的结构模型，你需要获取与生物膜有关的哪些资料？
生：思考片刻，无人回答。
1.2 借助图片，制做模型
师：（（幻灯片显示）资料1：1859年，欧文顿(Overton)选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现如图所示，从实验现象中能推测德出什么结论呢？
生：膜是由脂质组成的。
师：为什么？根据什么原理？
生：化学原理“相似相融。”
师：很好，这位同学的化学学得也很不错。
师：（幻灯片显示）：资料2——实验证据：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质。请问：脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？（幻灯片显示）：资料3：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，亲水性“头”部易溶于水，可与水分子或其它亲水分子聚集，疏水性“尾”部不溶于水，远离水分子或亲水性分子。
模型构建1：将很多磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？
生：在黑板绘制模型构建图1
师：磷脂分子在水中将怎样排布呢？
生：在黑板绘制模型构建图2。
生：我们可以得出结论：脂质分子必然排列为连续的两层。
师：蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？大胆推测？……
生：可能在细胞膜外面，可能在细胞膜中间，也可能在细胞内。
师：很好，是有这3种可能，（大屏幕显示）请看资料5：1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）利用超薄切片技术在电镜下观察细胞膜。从图中，我们可以发现，蛋白质和脂质是如何排列的？
生：黑暗的是蛋白质，光亮的是脂质，所以蛋白质和脂质应该这样排列：蛋白质—脂质—蛋白质。
师：这位同学的回答完全正确。当初罗伯特森也是这样提出他的假说的：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构（幻灯片显示）。这里的要点：①蛋白质均匀分布在磷脂双分子层两侧；②膜为静止的结构。
生：作笔记。
师：（幻灯片显示）：资料6—生物膜的冰冻蚀刻，将细胞膜置于-100˚C的干冰或-196˚C的液氮中，进行冰冻。用冷刀骤然将标本断开，升温后，冰在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻，在电镜观察。
生：生物膜中的蛋白质镶在、嵌入、横跨于磷脂双分子层。
师：（幻灯片显示）：资料7----变形虫运动。说明生物膜有什么特点？
生：生物膜是流动的。
师：那么，当初罗伯特森提出的假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构。是否成立？
生：不成立。
师：仅仅是这个例子说明罗伯特森提出的假说是不成立的，还不具备很强的说服力。后来科学家相继做了相关实验。（幻灯片显示）：资料8：1970年，弗雷和埃迪登的实验。
请同学们注意实验中的几个细节问题：①为什么温度是37℃？②40min后，红色和绿色均匀分布，说明了什么问题？
生：37℃是反应的最适温度。
生：说明了细胞膜具有流动性。
1.3介绍实验，总结特点
师：（幻灯片显示）：小资料：磷脂分子的运动。①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动。
单位膜模型的缺陷：单位膜模型不能很好地解释膜的结构和功能。后来1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了生物膜的流动镶嵌模型(fluid
mosaic model)。（幻灯片显示）：
问题1：请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什么？生物膜在结构上有什么样的特点？
问题2：在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示？
生：流动镶嵌模型的基本内容是：生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成，蛋白质磷脂双分子层外面或镶嵌在中间。生物膜在结构上特点是：具有一定的流动性。
生：科学研究是要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和大胆的想像，提出假说，再通过实验进一步验证假说。科学发展是一个长期的过程，涉及到许多科学家辛勤的工作，科学研究依赖于科学的进步，科学进步了,就可以得到更多的数据。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,需要不断完善。
1.4小结知识，当堂检测
师：小结概念图
（幻灯片显示）：课后探究
①生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？细胞膜上除了含有磷脂、蛋白质外，还有其他物质吗？请你课后搜集这方面的信息。
②制作细胞膜模型有没有更好的设计方法和更合适的实验材料，希望你课后能尝试一下。
①&&&&
、膜的流动镶嵌模型与“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构模型的最大的不同是
A.“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构模型认为生物膜具有一定的流动性
B.流动镶嵌模型认为生物膜具有一定的流动性
C.流动镶嵌模型认为蛋白质是对称排列
D.“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构模型认为蛋白质是不对称排列
②、（2009浙江）对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表现的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。
上述实验不能说明的是
&A．细胞膜具有流动性
&B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合
&C．根据荧光恢复的速率可推算出物质进出细胞膜的速率
&D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率
③、研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回答下列问题：
&（1）应选取人的哪种细胞做实验（&&&&&&&
A．神经细胞&&&&&&&
B．口腔上皮细胞&&&&&
C．成熟的红细胞&&&&&&
（2）将选取的上述材料放入&&&&&&&&&&&&&
，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂，然后再用&&&&&&&&&&&&&
法获得纯净的细胞膜。
（3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列能正确反应其分布的图是（&&&&&&
（4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
答案：（1）C ；（2）离心、蒸馏水；（3）A；（4）磷脂分子在细胞膜中成双层排列。
2.1 以学生为中心
可以感觉到，闫锋老师的这节课是做了充分准备，花了不少心思的。整堂课的教学设计以“问题”为主线，通过一个一个的小问题，一步一步的引导学生进行讨论和思考，最终得出“生物膜的流动镶嵌模型”。问题的设计由浅入深，符合中学生的认知规律，所以学生能积极主动的参与讨论，质朴不做作，学生的回答和绘图都很有水平。
学生在绘图“磷脂分子在水中将怎样排布？”时，我注意到，当两位学生绘制不同的图时，底下有学生说画错了，王老师并没有立刻给予纠正，而是先让学生画好后，再给他们充分的时间主动思考并与同伴交流和合作，最后予以纠正，而是让学生画图完之后，大家再对两位同学的绘图进行分析、讨论，找出不同之处及其出现原因。教师并不是直接指出学生的不足，而是让他们在交流中去发现不足，在思考中去享受知识。可以感受到学生在绘图和发现绘图不足的过程中，经过深入的思考，他们具有很强的创造力与想像力。闫锋老师的这些做法，给予我很大的启发。我们平时有些课堂，为什么学生不爱思考问题、回答问题，课堂显得比较沉闷。这是否与教师教学设计时没有设计问题，而是一个人唱独角戏，满堂惯，学生缺乏参与讨论和表达的机会；或者教师设计的问题过于死板、简单或者深奥，不能有效的激发学生的思维，引起学生的共鸣。可见，课堂要活跃，师生要互动，就必须要注重创设问题情境，鼓励学生积极思考，勇于表达，即使学生出现错误，也会在错误中明白原因，及时改进错误，这样长期训练，学生就会变得更加勤于思考，敢于质疑，课堂会更具活力，学生的表达力、思考力、创造力和想象力也在课堂中逐渐养成。
2.2 落实知识、能力和情感态度价值观三维目标
闫锋老师在课堂上充分地落实了新课标的教学理念，通过创设当年科学家发现“生物膜流动镶嵌模型”过程的种种情景，发给学生教师事先准备好的生物膜材料，引导学生模拟科学家进行动脑、动手，组装生物膜的流动镶嵌模型，学生通过亲自动手操作，“做”与“不做”肯定不一样，通过“做”，学生的印象肯定更加深刻，知识、能力和情感态度价值观三维目标得以成功实现。这是本节课堂教学的精彩之处。
2.3 用教材教
新课程要求教师做教材的研究者和参与者，要学会用教材教，平时教学可以根据自己的实际需要，对教材的内容进行适当的整合，包括加减、调序等。
闫锋老师在教材的使用上也是动了脑筋的。如课堂开始以一首形象的诗作为导入，立刻吸引了学生的眼球，再以诗设计问题，引发学生思考，接着进入新课的教学，顺理成章。还有在讲解组成细胞膜的蛋白质和脂质位于细胞膜的什么位置时，相信很多教师在教学时也提出这个问题，由于所给的信息量过少，很多学生处于茫然状态，不知所措，也许个别学生能答对，但并不代表普遍。而在本节课堂上，几乎全部学生观察图片片刻，马上就可以得出正确结论“蛋白质和脂质应该这样排列：蛋白质—脂质—蛋白质”。为什么？原来教师通过查找资料，提供了一条极为有效的信息“电子束照射大分子，散射度高，黑暗，是蛋白质分子；电子束照射小分子，散射度低，光亮，是脂质分子。”，学生根据这条信息再观察图片，蛋白质和脂质位于细胞膜的位置，一目了然。教师提供的信息，在教材上是没有的，可见教师对教材的钻研和整合能力很强。
2.4 值得讨论的其它问题
2.4.1新课程强调课堂教学需要师生互动，师生互动是多方面的，既包括回答问题时的热闹互动，这是有声的互动，也包括思维上的冷静互动，这是无声的互动。在我们的教学中，往往会更多的追求“回答问题时的热闹互动”，而忽视了“思维上的冷静互动”。每提堂课都追求热闹，往往也是不可取的。如何做到两者的统一，协调，值得讨论。
教师通过设计问题，引导学生思考、绘图，还提供材料，学生动手操作，学生完成得很出色，通过课堂几道习题的检测，学生对基础知识的掌握也很好。但是这是一堂非常态的课，听课的学生是重点学校的，上的是全国性的公开课，教师花了不少心思准备，从课程改革的角度看，这堂课是十分成功的。而我们平时的常态课堂，是否也能够做到这样近乎完美？教师的备课、学生的基础以及课时等缺一不可，如果没办法保证，能力、知识和情感态度价值观哪个更重要？如何才能兼顾？我认为，知识目标最重要，其次是能力目标和情感态度价值观，尤其在高中教学中，教师和学生要面对高考的严峻形势下。
&新课程改革至今已有好几年，新课程理念如何普及与推广，组织校长、教师分批次到大学院校去接受培训，或邀请课程专家学者到中小学来开讲座，这是我们一直以来的常用做法，也取得了一定的成效，但我认为，像这次类似的通过课堂展示和互动研讨的形式，不失为一种较有效的学习方式。至于如何合理的采取哪一种方式，值得探讨。
参考文献 《中学生物教学》2007第4期互动稿《对生物教育年会一节公开课的互动点评》
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浅析生物模型制作
生物模型是指学生使用各种材料，使周围一些生物结构模型，这些模型有机体，可以使抽象的知识，在物质形态的图像显示。例如，动态结构模型，植物细胞模型，花，学生可以根据自己的身体，立体的文字或图画书。在生产过程中的学生的各种材料到生物结构形状的仿真，直接形成一个不可分割的模型。学生都亲自参与生物模型和应用模型的过程中表现出生物的知识，不仅可以加深对知识的理解，掌握和巩固所学知识，使自己的实践能力的培养，这样才能更好的开发和培养他们的创造力，创新思维。
初中学生形象思维快，直观的知识相对较差，抽象的知识相对较弱。在生物教学中，一些观察对象是非常小的或结构复杂，学生观察其结构是不容易明确，如生物细胞结构。生产模式将他们放大了很多倍，但各部分的结构也包含清晰，生动直观，帮助学生快速掌握相关的知识，从而提高记忆力和理解力的知识。
不同的材料，不同的方法，利用该生物模型。学生在实验生产的生物模型的过程中，选择的生产材料，每种模式可能还需要不同的材料结合在一起，这将毫无疑问对学生的动手能力，是一个挑战。例如，在决策模型，一些学生将是一个有点难以纸剪成花瓣的形状，用双面胶粘在一起，但很容易打开，不要去。老师发现，激发和鼓励学生最终提高模型的针和线，缝制而成，并提出一个新的模式有点软纸。
有许多生物结构，可以在初中生物教学模式，使相同的结构，可以由不同的材料。
生产的细胞模型
植物细胞结构包括细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核，线粒体，叶绿体，液泡，动物细胞和植物细胞小于几部分组成的结构，使它更容易为。生产的细胞模型，大多数学生各部分的细胞形状的橡皮泥，有的被塑造成平面，这是固定在木板，一些被塑造成一个立体的，开放的细胞壁和细胞膜，细胞器。个别学生发泡塑料做的，一个大的塑料泡沫成一个单元格的形状，外盖塑料包和纸箱，代表的细胞膜和细胞壁中的各种细胞器的形状，其余的隧道。投机，透明塑料袋水的学生，细胞膜和细胞质;装满水桃，结束长气球，青豆，红核，空泡代表，叶绿体，线粒体和外面再套一个纸盒，上代表的细胞壁。
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