1、生物膜的流动镶嵌模型 教案（1）教学日期年 月 日第 周星期 第 节教学年级 中 年 期科目生物课题生物膜的流动镶嵌模型教学班级 中 级 班三维目标知识与技能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。 举例说明生物膜具有流动性特点。 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。过程与方法通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。 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。情感态度与价值观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。 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
2、大胆的想象，并通过实验进一步验证。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。教学用具PPT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步骤及要点：复习旧知，导入新课在上节课中，通过对几种物质跨膜运输的实例，我们明白细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，细胞膜为什么会有选择性，生物膜是靠什么机制来对不同的物质进行选择的呢？我们知道生物的结构与功能是相适应的，细胞膜具有选择透过性的功能肯定跟他的结构有密切的关系，今天我们来学习细胞膜的结构特点。人们对事物的认识是有一个过程的，科学家当年正是怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始了对生物膜结
3、构的孜孜以求地探索，历经了一百多年时间，走过了一条曲折的道路，直到现在仍有许多科学家在继续深入研究。让我们一起重温一下这段历史，会让大家对科学过程和本质的理解有所启发。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，引导他们明白限于当时的技术条件，还不能亲眼看到生物膜，无法想像它的结构是什么样的，通过什么办法进行第一步的探究呢？引导学生看教材后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，科学家才有严谨的推理，提出膜是由脂质组成这一假说，提示学生作出科学探究过程中作出假设后的步骤是什么（通过实验来验证假设），从而进入下
4、面的学习。 从现象入手，去进行推测，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。 新授：一、资料分析问题（1）：探究细胞膜的组成成分是什么？ 资料一时间：19世纪末 1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的。设问：对“欧文顿实验”1.最初实验得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？2.假说是如何提出的？3.在推理分析得到结论之后还有必要对膜的
5、成分进行提取、分离和鉴定吗？4.为什么一开始不对生物膜直接进行提取、分离和鉴定呢？5.欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜除了脂质外，还有没有其他成分呢？学生交流、讨论：（略）教师讲述：1、从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。2、根据他的实验结果：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。3、有必要，通过鉴定能更准确地说明问题4、对现象的推理分析是要进行鉴定，才能准确地说明问题。可是鉴于当时技术的限制，不能进行对结构物质的提取。5、经科学家化学分析结果，细胞膜成分除了脂质外，还有蛋白质。那脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？资料二 ：时间：1925年人物：荷兰科学家Gorte
6、r和Grendel 实验：从红细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是红细胞膜的2倍设问：“荷兰科学家实验”-实验得到什么现象？请你展开大胆想象，你会推测出什么样的结论？学生交流、讨论：（略）教师讲述：两位荷兰科学家根据单分子层的面积是红细胞表面积的2倍。由此得出的结论是：细胞膜中的磷脂是双层的。磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。设问：1.请你运用相关的化学知识解释为什么磷脂在空气水界面上铺展成单分子层？2.生物的结构和功能是相适应的。在细胞膜内外都是水环境条件下，细胞膜的两层磷脂分子可能怎样排布呢？形成什么样的结构呢？学生交流、讨论：
7、（略）教师讲述：这是大家开动脑筋推测出的磷脂分子排列方式，大家看哪种最合理？（教师分析）知道了脂质的排布方式，那么蛋白质与磷脂又是怎样的位置关系?有人推测出脂质两边覆盖蛋白质的理论。资料三时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电镜下看到细胞膜由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成提出假说：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构教师设问：1.对“罗伯特森电镜实验”实验得到什么现象？2.让你来推测，你会推出什么样的结论？3.你同意“三明治”结构模型吗?这种生物膜是静态的观点不能解释哪些生命现象？学生交流、讨论：（略）教师讲述：借助于电镜，罗伯特森观察
8、到了细胞膜的结构，并推出静态结构。但它很难解释细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质壁分裂与复原现象。把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。20世纪60年代,有人对此静态观点提出异议。并随着科学技术的发展，对蛋白质的位置也提出了准确的说法，指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面，有的镶嵌在脂质双分子层中。那么，有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的吗？资料四：时间：1970年人物：Larry Frye等实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、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提出假说：细胞膜具有流动
9、性设问：1.对“荧光染料标记实验”观察得到怎样的动态现象？2.这一动态现象说明了什么？ 3.能推出什么结论？学生交流、讨论：（略）教师讲述：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，说明了组成细胞膜的分子是可以不断运动的，成功指出细胞膜的流动性设问：我们还学过哪些生命现象能说明生物膜具有流动性？学生回答；（略）教师讲述：白细胞吞噬病菌、变形虫的变形运动、植物细胞的质壁分离等例子都能说明细胞膜具有流动性。即流动镶嵌模型提出的膜结构能很好地解释上述细胞功能。在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。它的具体内容是什么呢？二
10、、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容想象空间、课件展示结合生物膜结构的探索历程，学生展开想像，自我构建细胞膜的三维立体结构。再课件展示“细胞膜的结构”，教师有顺序、有层次清楚地阐述基本内容：生物膜的组成：主要由蛋白质和脂质组成，还含少量的糖类。生物膜的基本骨架：磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。蛋白质分子存在形态：有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。糖被在细胞的生命活动中具有重要功能，如保护、润滑、识别等。生物膜的结构特点：流动性-磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的。（课件展示磷脂分子的多种运动形式，帮助学生理解磷脂双分子
11、层是轻油般的流体，具有流动性）生物膜的功能特点：选择透过性。学生讨论设问：1.生物膜的流动镶嵌模型是不是完美无缺了呢？说说你的看法。 2回顾建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到怎样的作用？ 3在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点是如何得到体现的？学生讨论：（略）教师讲述：1.生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺，人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的结构的认识回进一步深入，不断完善和发展流动镶嵌模型。2在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们看到了膜的存在，冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外并不对称，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，证明了细胞膜的流动性。课堂小结这节课一方面我们重温了科学家探索细胞膜结构的历程，使我们加深了对科学过程和方法的理解。另一方面我们也学习了生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，这对于我们学习下一节物质跨膜运输的方式有很重要的帮助。教学反思：版权所有：高考资源网()