《生物膜的流动镶嵌模型》参考教案.doc

第四章 细胞的物质输入和输出第二节 生物膜流动镶嵌模型 教案 授课教师李芳艳教学目标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。教学重点1、科学家对生物膜结构的探索历程；2、生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。教学难点1、对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；2、生物膜的空间立体结构；3、生物膜的流动性特点。教具准备 生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件教学流程新课引入“回顾细胞膜功能”体验“生物膜结构的探索历程”阐述“流动镶嵌模型的基本内容”教学过程（一） 情景创设军人保家卫国的情怀引入微观世界也有一个这样的 “朋友”细胞膜，引入教师：根据前面已掌握的知识，回答下面两个问题1.谜语中能体现细胞膜的什么功能？学生：综合这两个问题我们可以看出细胞膜具有以下功能：1.将细胞与外界环境分隔开；2.选择透过性；3.进行细胞间的信息交流。教师：大家进行选择的依据是利用了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学观点呢？学生： 自由探讨教师：总结，一起来学习生物膜的流动镶嵌模型。（二）师生互动1、对生物膜结构的探索历程教师：人们对事物的认识是需要一个过程的，科学家对生物膜结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。下面进入一段科幻之旅，试想如果有个魔法棒，将此刻的你送回19世纪，如果你是当时的一位科学家，对于生物膜结构的探究你首先从哪方面入手呢？（分组讨论，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，引导学生通过教材提供的资料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，根据实验现象和有关知识提出假说，提示学生作出假设后的步骤是什么（通过实验来验证假设），从而进入下面的学习。）学生：自主探讨教师：假说法是生物学研究上常用的一种科学方法，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，一起重温一下这段历史。 开篇：从生理功能入手的科学研究 展示材料：欧文顿的实验及其相关的图片时间：19世纪末 人物：欧文顿（E. Overton）实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。教师：根据实验，你能提出什么假说？学生：细胞膜由脂质组成教师：在得出结论之后，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？学生：有，对膜的成分进行提取、分离和鉴定可以更准确的说明问题教师：那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？学生：科学技术的限制教师：技术对科学发展起什么作用？学生：技术推动科学的发展假说在实验与观察的基础上提出，但还需要进一步的实验和观察来验证和完善。直至20世纪初，科学家才完成这个历史使命，第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。问题（2）：脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？带着这个问题进入下一个篇章。继承篇：单位膜模型的提出 时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。教师：假如你是当时的科学家，根据这个现象你能做出什么假说？学生：脂质分子在细胞膜中是连续的两层排列教师：那这两层磷脂分子在细胞膜中又是怎样排布的呢？先了解磷脂的小资料（幻灯片展示） 想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？学生：学生活动一推测：细胞膜的两侧都有水环境存在，大胆地展开你的想象力，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？学生：学生活动二问题（3）：蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边展示材料：罗伯特森的单位膜模型时间：1959年 人物：罗伯特森实验：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，称之为单位膜。单位膜模型有什么不足？学生：问题（4）：有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？教师放白细胞吞噬病原体的动画，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。教师：大家还能举出其他例子吗？学生：开拓篇：新技术带来新模型 教师：单位膜结构模型生物膜的观点很快又被新的技术手段下的实验所否定。科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的镶嵌在磷脂双分子层中。展示材料：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验时间：1970年实验：将人和鼠的细胞膜上的蛋白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光蛋白质均匀分布。由学生得出结论教师：在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中 1972年桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。教师：下面来了解生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，大家先阅读68页第一段及小字部分，我们再一起总结（提供图片，由学生总结）1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。3、磷脂分子是可以运动的，具流动性。4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。教师：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。它无法完美地回答生物膜的所有功能。新篇章： 教师：人类对自然界的认识永无止境，流动镶嵌模型需进一步完善和发展，在新技术的创新和进步下，对膜的研究将更加细致入微。（三）课堂小结我们这节课就到这里，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。（四）布置作业： 课外作业 生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？从生物膜结构的探索历程中，你受到哪些启发？课堂练习1、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递有着密切关系的化学物质是（ ）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸2.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ） A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性 （五）板书设计第四章 第二节 生物膜流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程1. 19世纪末 1895年 欧文顿（E. Overton）提出假说：膜是由脂质构成的。2. 20世纪 对膜化学成分鉴定：膜是由脂质和蛋白质组成的。3. 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel提出：细胞膜中的磷脂是两层的。4. 1959年罗伯特森J. D. Robertson提出：生物膜静态模型蛋白质磷脂蛋白质的三层结构构成的5. 1970年Larry Frye等提出：细胞膜具有流动性6. 1972年桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）提出：流动镶嵌模型二、流动镶嵌模型的基本内容1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。3、磷脂分子是可以运动的，具流动性。4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（六）教学效果与反思实施这节课后，总体感觉是成功的。体现了新课标下面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系，提高生物科学素养的新理念。课堂上学生的参与面比较广，小组学习能够更好地发挥同学自主学习的积极性，学生的荣誉感在小组学习过程中能够得到升华，合作学习的热情更高，本节内容是一节理论课，通过学习后，同学们体验到了理论与实践的关系，初步了解了生物科学的探究过程，大多数同学能够接受和理解生物膜的流动镶嵌模型，并且能够在纸上拼出流动镶嵌模型的平面图，比较好地表现出磷脂双分子层及蛋白质分子在其中的三种分布方式。通过小组竞赛的方式，加深了对于细胞膜流动性实例的理解，并且使学生自主学习，合作探究的能力得到了展示。最后通过一些一练习，发现同学们基本掌握了生物膜的流动镶嵌模型的内容和流动性表现的一些实例，对科学的过程和方法有了更深的认识。采用小组合作学习的方式有得于学生学习主动性和自觉性的提高，在今后的教学中是值得推广的，学生竞赛有助于提高学生的兴趣，能够让同学们有一种学习的成就感，从而提高学习生物的兴趣。但是小组学习如果是局限于课堂上，他的魅力是要大大打拆扣的，比如流动性