高中生物 4.2 生物膜的流动镶嵌模型教案 新人教版必修1.doc

4.2 生物膜的流动镶嵌模型教学目标知识与技能 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情感态度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，树立辨证的科学观重 点 对生物膜结构的探索历程 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容难 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生物膜的流动性特点；关 键生物膜的流动镶嵌模型教学方法及课前准备研讨式教学流程多媒体辅助教学内容引入功能和结构相适应。（一）、对生物膜结构的探索历程 我们知道一种物质或物体的结构，实际上是指其组成成分之间的组合形式，所以要弄清一种物质或物体的结构，首先要知道它的组成成分，那细胞膜的成分是什么呢？我们先来看一下19世纪末，欧文顿对此的研究：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。 1、 请你根据化学上的相似相溶定律看一下你能得到什么结论？ 2、欧文顿也提出了这样的假说，那么这一假说的提出是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？3、在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、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？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gorter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：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？ 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？ 学生展示成果教师讲述：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：对“罗伯特森电镜实验”实验得到什么现象？让你来推测，你会推出什么样的结论？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？教师讲述：借助于电镜，罗伯特森观察到了细胞膜的结构，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：细胞膜具有流动性设问：对“荧光染料标记实验”观察得到怎样的动态现象？这一动态现象说明了什么？ 能推出什么结论？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？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）、生物膜的流动镶嵌模型的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。生物膜的功能特点：选择透过性。板书设计（一）对生物膜结构的探索历程1、19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由脂质组成的；2、20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由磷脂和蛋白质组成；3 、1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：蛋白质-脂质-蛋白质4 、1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性 ；5 、1972年，桑格和 尼克森提出