生物膜的流动镶嵌模型教学案.doc

生物膜的流动镶嵌模型教案一、教材内容和地位1.1本节是人教版必修1分子与细胞第四章细胞的物质输入和输出的第二节，第一节“物质跨膜运输的实例”已经体现了生物膜具有选择性的特点，本节可以说是对选择性的解释，并且对第三节 “物质跨膜运输的方式”也能起到铺垫作用。所以，本节的内容对整个章节起到了承上启下的作用。1.2 本节主要包括两个要点：.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，好似亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，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；假说不是一成不变的，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。.细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受的，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，这有利于更好的理解生物膜的功能。2学情分析2.1前面已经学习了细胞的组成和基本结构，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。2.2 高中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。3设计思路3.1 调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。学生已经知道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。紧紧围绕细胞膜的功能，激发学生的求知欲，细胞膜的结构如何呢？3.2 本节课在教学设计上主要突出科学史的教育。教师要细致策划如何有效地引导学生分析不同时期不同科学家的实验及假说；要能通过一连串的环环相扣的问题来引导学生思维；最后让学生从中总结出科学发现的一般规律。3.3 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，这样让学生不但形象、直观的了解了模型构建的过程、也让他们置身其中、探索奥妙并体验了成功的喜悦。3.4 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。通过多媒体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。二、教学目标1知识与技能简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；举例说明生物膜具有的流动性的特点；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；发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。3情感、态度和价值观使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点；培养学生严谨的推理和大胆想象能力；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。三、教学重点和难点1.教学重点流动镶嵌模型的基本内容。2.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。四、教学方法讲述法、探究法五、课时安排：1课时六、教学过程1.1创设情境，提出问题师：（大屏幕展示）海港哨兵习惯了伫立在风雨中，接受狂风肆虐的洗礼；习惯了怀揣8250的梦，寻找属于自己的绿色甬道我用弱小的躯体，阻挡浊流的强力入侵，希冀保守一方五彩的净土我们知道细胞是最基本的生命系统，那么，又是谁在守卫细胞，控制物质的出入呢？生：（看大屏幕）是细胞膜在守卫细胞。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，其成分和结构如何呢？下面我们沿着科学家的探究历程，学习细胞膜的结构模型。1.2探索生物膜、构建模型师：（大屏幕展示）思考：从实验现象中能推测出什么结论？生：膜是有脂质组成的师：根据什么原理推测的？生： 相似相融的原理。师：很好，这位同学的思维十分开阔。师：（大屏幕展示）：资料2实验证据：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，化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质。思考：脂质和蛋白质在膜中怎样排列呢？师：（大屏幕展示）：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。疏水尾部亲水头部模型构建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。师：细胞的内部和外部都被水包围，那么细胞膜中脂质分子应排列为几层？ 生：脂质分子排列为连续的两层。师：（大屏幕展示）资料4：科学家在实验中发现：细胞膜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。讨论：根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论? 生：推测膜中可能还含有蛋白质。师：膜中蛋白质是如何分布的呢？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：该同学回答的非常棒。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（大屏幕展示）。两个要点：蛋白质均匀分布在磷脂双分子层两侧；膜为静止的结构。师：（大屏幕展示）：资料6生物膜的冰冻蚀刻。标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。请据图，描述生物膜中蛋白质的分布情况。 生：蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。师：（大屏幕展示）：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。（大屏幕展示）：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：为什么温度是37？40min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：（大屏幕展示）：小资料：磷脂分子的运动。侧向扩散运动；旋转运动；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)。（大屏幕展示）：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。师：（大屏幕展示）补充资料：糖蛋白糖蛋白（1）分布：多糖在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被。（2）作用：糖被具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切（3）其他成分：除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。1.4课堂小结师：小结概念图（大屏幕展示）：课后探究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。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。七、课堂检测1.下列有关膜的叙述，错误的是( )A.细胞膜主要有脂质和蛋白质组成 B.细胞膜中还有少量的糖类C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的D.在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富答案：C2.下列结构中，不含磷脂的是（ ）A.线粒体 B.高尔基体 C.核糖体D.内质网答案：C3.细胞膜上与细胞的识别、信息传递有着密切关系的是（ ） .糖蛋白 .磷脂 .脂肪 .核酸答案：4.白细胞可以吞噬整个病菌，这一事实说明了细胞膜（ ）A.具有选择透过性 B.具有一定的流动性C.具有全透性 D.具有保护作用答案：B5.脂质能够优先通过细胞膜，是因为( )A.细胞膜以磷脂双分子层为支架 B.细胞膜外有一层糖蛋白C.细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白 D.磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动答案：A6.下列有关膜的叙述，正确的是（多选）( )A.细胞膜与细胞内其他膜结构有结