生物育种教学设计

生物育种》教学设计高二生物备课组王红娟1.教学设计思想通过多媒体课件等直观手段的使用，以增加复习课的知识容量，有利于知识点的展示并能激发学习兴趣。育种方法与当今科技的联系非常紧密，结合当今的科技发展，借助多媒体创设与教学内容相适应的具体环境或氛围，有利于引发学生的思考，激发好奇心和创造欲望，丰富想象力，提高学习兴趣。通过创设情境能充分调动学生的学习积极性，然而学生对各种育种知识可能还仅仅停留在表面的感性认识，进一步设计相关问题引发学生探索问题的实质，并迅速抓住关键点。以问题为中心，把问题作为知识纽带，使学生头脑中存放大量需要解决的问题，能进一步激发学生的学习热情，达到对教学内容具体而深刻的理解。2.教材分析高中阶段教材中涉及到的育种方法有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因育种、细胞工程育种。育种方法在教材中分布较散，且阐述的内容在知识点的深度和广度上都显得不足，将它们集中在一起作为一个专题来学习，有利于引导学生理清这些知识间的内在联系，帮助学生构建知识网络，着重从本质上揭示其内在联系和规律，做好学科内的综合。育种方法是遗传和变异、基因工程、细胞工程等知识在现实生活中的应用实例，是生物科学与当今科技发展相结合的典型内容，也是近几年高考命题的热点，因此在复习中，有安排该专题的必要。遗传、变异的基础知识和现代科技专题的基础知识学生已经初步具备（但可能有遗忘），教学过程中也已经大体了解了各种育种方式的基本内容，包括基本程序、变异来源、优缺点等，但对各种育种方式间的联系与区别不是很明了、清晰，加之遗忘的存在，造成部分基本概念缺失、混淆，很多同学就在解决本部分问题时，感到茫然和无措。加之高一课时紧张，本部分知识难度较大，而我校生源较差，很多同学本部分知识学习后存在严重的夹生现象，更使学生对本部分内容的相关题目存在畏惧心理。4.教学目标4.1知识目标（1）生物育种的方式、原理、过程及每种育种方式的特点。（2）能根据育种方式的特点，选择最合适的育种方案并能写出几种常用的育种过程。4.2能力目标（1）通过情境的讨论、思考、培养发散思维、创新思维能力，知识的迁移能力和文字表达能力。（2）通过方案比较，培养比较归纳能力和严密的思维能力。4.3情感、态度和价值观目标培养学生合作精神和严谨的科学态度，也使学生认识到生命科学的重要性。5．课前准备鉴于学生的学习现状，教师在上课前除了充分备好教案、备好学生外，还要给予学生相关的预习题目，并可以采用编撰简单内容的表格、有趣的故事等方法使学生基本具备完成本节教学任务的基础知识。6.教学过程6.1植物育种的方式及过程（见表）教学过程教师活动学生活动能力培养问题情境1例1：小麦咼秆（d）对矮秆讨论、思考审题能力

（d）为显性、搞锈病（t）对易染锈病（t）为显性（基因自由组合），现有纯合（ddtt）？请写出两种育种方案方案设想引导学生提出多种方案方案：杂交育种、单倍体育种、诱变育种、基因工程育种知识迁移能力发散思维能力创新思维能力可行性比较引导学生根据育种方式的特点进行可行性比较最佳方案：单倍体育种分析能力、* \ r 万案展示要求学生在黑板上演示育种方案在黑板上演示杂交育种、单倍体育种方案文字表达能力方案评价引导学生注意一些细节纠错：杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，而应改为逐代自交；思维的严密性问题情境2右有亲缘关系较远的两种植物作为育种材料、培育出具有两者遗传特性的植物新品种，该如何育种？思考、讨论知识迁移能力方案设想引导学生回忆生物工程相关内容简述方案：（1）植物体细胞杂交技术；（2）基因工程培养转基因植物语言表达能力知识迁移能力分析、归纳引导学生根据各育种方式的特点进行归纳（1） 最简易方法：杂父育种（2） 最快速方法：单倍体育种（3）种间育种法：基因工程、植物体细胞杂交（4）创造新性状：诱变育种知识归纳能力6.2动物育种的方式及过程（见表）学习过程教师活动学生活动能力培养问题情境1例2：现有黑色短毛兔（bbee）和褐色长毛兔（bbee）。问可用哪些方法育成能稳定遗传的黑色长毛兔。讨论、思考审题能力方案设想引导学生提出多种方案方案：杂父育种、诱变育种、基因工程育种发散思维能力创新思维能力可行性比较引导学生根据育种方式的特点进行可行性比较最佳方案：杂父育种分析能力、* \ r 万案展示要求学生在黑板上演示育种方案在黑板上演示杂交育种方案文字表达能力与植物杂交育种过程相比较引导学生注意一些细节区别：（1）杂父育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交；（2）比植物杂交育种所需年限短。思维的严密性

问题情境2基因工程育种时，最好选择什么细胞作为目的基因的受体细胞？思考、讨论分析能力分析思考引导学生回忆生物工程培育转基因动物时目的基因的最佳受体细胞是受精卵，既可保证动物所有体细胞都有目的的基因，又可表现出细胞的全能性语言表达能力知识迁移能力分析、归纳引导学生根据各育种方式的特点进行归纳（1） 最简易方法：杂父育种（2） 种间育种法：基因工程（3） 创造新性状：诱变育种知识归纳能力生物育种是一门很复杂的技术，针对不同的生物应采用不同的育种方式，要对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式。同一种育种方式应用于不同的生物也会有不尽相同的育种过程，所以我们无论在生产实践中还是有关习题训练中都应灵活应用。最后，进行课堂小结，（多媒体展示并印发，其中部分简单内容由学生完成）6.3各种育种方式的比较名称原理方法优点缺点应用杂父育种基因重组杂交一自交一筛选出符合要求的表型，通过自交至不再发生性状分离为止使分散在同一物种不同品种间的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”（1）育种时间长；（2）局限于同种或亲缘关系较近的个体用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦诱变育种基因突变⑴物理：紫外线、射线、激光等；（2）化学：秋水仙素等提咼变异频率；加快育种进程；大幅度改良性状有利变异少，工作量大，需大量处理供试材料咼产青霉素菌株单倍体育种染色体变异二倍体一单倍体一纯合体大大缩短育种年限；子代均为纯合体技术复杂用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦多倍体育种染色体变异用一定浓度秋水仙素处理萌发的种子或幼苗植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质含量提高技术复杂；发育延迟，结实率低，一般只适合于植物三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦转基因育种异 源DNA重组提取目的基因一与运载体结合一导入受体细胞一目的基因的检测与表达f筛选出符合要求的新品种目的性强；育种周期短；克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂；生态安全问题多转基因抗虫棉

细胞工程育种植物体细胞杂交植细胞的全能性去细胞壁f诱导融合一组织培养获得植株克服远缘杂交不亲和的障碍；大大扩展了用于亲本杂交组合的范围技术复杂可育性，如“白菜-甘蓝”的培育动物体细胞克隆细胞核的全能性；细胞增殖核移植、胚胎移植克服远缘杂交不亲和的障碍；可用于繁育优良动物、濒危动物技术复杂克隆羊“多莉”动物细胞隔合细胞增殖细胞隔合、细胞培养克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂单克隆抗体的制备7板书设计生物育种•植物育种•动物育种•各种育种方式的比较•各种育种方式的比较课堂作业(训练)训练1冬小麦是我国重要的粮食作物，农业科技人员不断进行研究以期获得矮秆抗病的新品种。下列三组实验是对不同育种方法的探索，有关叙述错误的是 ()431卩陽秆杭病X樹陶感摘I]J*QILSIP商秆扰胸bit理F, 禹秆航病V陽秆抗病1|銘茸囱休坍菲几 燔秆抗殖1SSffSftIIA.B.C.D.A、BA.B.C.D.C组Y射线要处理萌发的种子或幼苗A组用.获得F2的方法是自交，F2中的矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占2/3B组F中的矮秆抗病植株可以直接用于生产训练2.如图为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列有关分析不正确的是()基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成植株A为二倍体其体细胞内最多有4个染色体组，植株C属于单倍体其发育起点为配子利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%训练3.西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性，大子(B)对小子

(b)为显性，红瓤(R)对黄瓤(r)为显性，三对基因分别位于三对同源染色体上。已知西瓜的染色体数目2n=22，请根据下面的几种育种方法流程图回答有关问题。注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。TOC\o"1-5"\h\z通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是 。②过程常用的试剂2是 ；通过③过程得到无子西瓜B,从产生变异的来源来看，该过程属于 。若甲、乙为亲本，通过杂交获得片，F1相互受粉得到F2,该过程的育种方式为 ，f2深绿皮小子中，能稳定遗传的概率是 。通过⑧过程获得的单倍体植株细胞中含 条染色体。训练4•肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。实验材料： 小鼠；杂交方法： 。实验结果：子一代表现型均正常；结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。正常小鼠能合成一种蛋白类激素，检测该激素的方法是 。小鼠肥胖是由于正常基因的编码链(模板链的互补链)部分序列“CTCCGA”中的一个C被T替换，突变为决定终止密码(UAA或UGA或UAG)的序列，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是 ，这种突变 (填“能”或“不能”)使基因的转录终止。在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原因是靶细胞缺乏相应的 。课后作业(训练)训练1.已知小麦的高秆对矮秆为显性、抗病对不抗病为显性、分别由D/d和T/t控制，这两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律。现利用如图两种育种方法来获得矮秆抗病的植株。下列叙述错误的是()r）Dit单r）Dit单怵fi-rkiTi^ddTTt⑥一击rr_旦I―ddu图中③④⑤的基因型分别是DDTT、ddTT、ddtt图中F中从上到下所列基因型的个体比例为3：9：3：12图中F3矮秆抗病的植株中，纯合子占2/5 D.图中⑥代表的含义是连续多代自交训练2•小鼠的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制，其中A/a控制灰色物质合成，B/b白色前体物质基―控制黑色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如下图：白色前体物质基―亲本组合FF实验一甲X乙全为灰鼠9灰鼠：3黑鼠：4白鼠实验二乙X丙全为黑鼠3黑鼠：1白鼠|有色物质11基因』|有色物质2(1)选取三只不同颜色的纯合小鼠(甲一灰鼠，乙一白鼠，丙一黑鼠)进行杂交，结果如下:实验一的F代中，白鼠共有 种基因型，灰鼠中杂合体占的比例为 。图中有色物质1代表 色物质，实验二的F代中黑鼠的基因型为 。(2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只黄色雄鼠(丁)，让丁与纯合黑鼠杂交，结果如下:亲本组合FF实验三丁X纯合黑鼠1黄鼠：1灰鼠.黄鼠随机交配：3黄鼠：1黑鼠F灰鼠随机交配：3灰鼠：1黑鼠据此推测：小鼠丁的黄色性状是由基因 突变产生的，该突变属于 性突变。为验证上述推测，可用实验三.代的黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表现型及比例为 ，则上述推测正确。1用3种不同颜色的荧光，分别标记小鼠丁精原细胞的基因A、B及突变产生的新基因，观察其分裂过程，发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是训练3.下图为6种不同的育种方法。据图回答下列问题。图中A至D方向所示的途径表示 育种方式，这种方法属常规育种，一般从F代开始选种，这是因为 。A—B—C的途径表示 育种方式，这TOC\o"1-5"\h\z两种育种方式中后者的优越性主要表现在 。B常用的方法为 。E方法所用的原理是 ，所用的方法如 、 。育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子，原因是 。C、F过程最常用的药剂是 ，其作用的原理是 。⑸由G到H过程中涉及的生物技术有 和 。(6)K-L-M这种育种方法的优越性表现在 。请同学们在课后思考并交流：微生物(包括病毒、细菌、真菌)的育种方式有哪些?生物膜流动镶嵌模型(何一西北工业大学附中 710072)【教材版本】本节是人民教育出版社出版的高中生物必修一《分子与细胞》第4章--细胞的能量供应与利用第二节的内容。【设计理念】本节课采用“提供资料一提出问题（要求）一做出假设（构建模型）一提供实验验证”的教学模式，通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计，体现学生“自主、探究合作”的学习方式，感受科学家探索的历程和探索过程的艰辛。【教材分析】本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，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。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，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，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。知识发生发展过程分析本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了两个思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着实验技术的改进，不断发现新的实验证据，原有的观点还会不断受到质疑、修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。知识学习意义分析加深学生对科学的历史和本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构和功能相适应的观点。实验技术的进步推动科学的进步等观点对于学生的情感态度与价值观领域的发展有重要价值。教学建议与学法指导说明本节内容以细胞膜分子结构的探究历程为主线，学生动脑分析实验现象得出实验结论并构建模型为重点，让学生从中体验科学的实验思想和实验方法。使学生认识到在建立生物膜模型的进程中，实验技术的进步所起的作用；理解在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。【学情分析】高中学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。原有知识结构分析学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，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。非认知因素分析本节通过回顾生物膜发展的历史，教学中要抓住主线，有效地引导学生思考、分析科学家所做的实验及假说，通过环环相扣的问题启发、引导学生，使其感到身临其境，仿佛自己就是科学家在思考在研究，最后自然而然地得出规律，并归纳总结出生物膜的流动镶嵌模型建构的基本方法。此外，还应重点理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型，学会运用模型解释相应的生生物学现象。【教学目标】简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。理解生物膜的结构特点是具有一定的流动性（包括膜脂的流动性和膜蛋白的运动性），这种流动性对于活细胞的生命活动，有着十分重要的意义；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。通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题、做出假设，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善；发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。③理解实验技术的进步所起的作用。3.情感、态度与价值观①使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点；②培养学生严谨的推理和大胆想象能力；③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。重点难点】科学家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。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；生物膜的空间立体结构；生物膜的流动性特点。【教学环境】生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件自制磷脂分子、蛋白质分子模型【教学方法】归纳探究法，自主、合作学习。【教学思路】调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。学生在第2章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。关于这个问题，学生已有的知识是：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；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；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉学生，细胞能够在一定范围内涨大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。教材中“问题探讨”栏目列出了三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，其中塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足上述三项功能的要求。通过这个问题的讨论，学生就会认识到建立细胞膜的结构模型，必须从结构与功能相适应的观点出发来思考。当然，细胞膜不可能是由弹力布构成的。细胞膜到底具有怎样的结构，才能使它具有上述功能呢？本节课在教学设计上主要突出科学史的教育，科学史的教学是在新教材中特别强调和突出的，在旧教材中涉及不多，要教好不容易。老师备课过程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，评价他们的贡献；要能通过一连串的环环相扣的问题来引导学生思维，要让学生感到身临其境，仿佛自己就是那个科学家在思考研究；最后让学生从中总结出科学发现的一般规律。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，教师自制了磷脂分子和蛋白质分子的模型，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。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。通过幻灯片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。【教学过程】环节1教师：同学们，在前面我们制作真核细胞的三维结构模型中，遇到过用什么材料做细胞膜的问题，现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，你选用哪种材料呢？为什么？学生：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界。学生：细胞膜是选择透过性膜，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。学生：植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们，细胞能够在一定范围内胀大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。学生：塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。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思想呢？学生：生物体结构和功能相适应的思想。教师：实际上，弹力布也并不能完全代替生物膜。要找到更好的材料，我们还需要对细胞膜的结构有更深的认识。设计意图：通过简单的实验选材设问，创设情景，引入新课。环节2教师：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），从而进入下面的学习。

学生：可以从现象入手，去进行推测。教师：这就是生物学研究上常用的一种科学方法一一假说法。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。问题（1）:探究细胞膜的组成成分是什么？展示材料①：欧文顿的实验及其相关的图片时间：19世纪末1895年人物：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。不溶于脂质的物质溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜教师：根据实验，你能提出什么假说？学生：提出假说：膜是由脂质构成的。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：有必要，通过鉴定能更准确地说明问题。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：当时的技术不能实现。教师：这说明什么问题呢？学生：这说明技术对科学研究的重要作用。教师：直至20世纪初，科学家才能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磷脂和蛋白质。从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的，同时又需要更进一步的实验来证明。问题（2）：探究这些物质是如何组成膜的？出示资料②：1917年欧文•朗缪尔将提取的膜质铺展在水盘的水面上，发现脂在水面上形成一薄层，单脂层亲水的头朝向水面，疏水的尾背离水面。于是他提出：磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，结构既有疏水基团（尾部），又有亲水基团（头部）。因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水一空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触,尾部则朝向空气一面。这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。教师：大家分组讨论，利用手中的磷脂分子模型摆出下面两种情况下磷脂的分布情况①在空气-水界面上②完全浸没在水中学生：小组代表上黑板演示展示材料③：戈特和格伦德对血影的研究时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：两位科学分离纯化了红细胞，从一定数量的红细胞中抽提脂类，按Langmuir的方法进行展层，并比较展层后的脂单层的面积和根据体积所推算的总面积，发现提取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为(〜)：1,约为两倍。教师：假如你是当时的科学家，当你做实验时发现单分子的磷脂分子正好是红细胞的两倍时，大胆地展开你的想象力，你能做出什么假说？学生：细胞膜中的磷脂是两层的。教师：那这两层磷脂分子在细胞中又是怎样排布的呢？再分小组讨论、利用你手中的模型摆出来吧。学生：分组讨论，共可有六种排布方式，并提出细胞膜应两面都处于水环境中，所以讨论得到正确的排布方式。问题(3)：那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？展示材料④：罗伯特森的单位膜模型时间：1959年人物：J.D.Robertson罗伯特森实验：用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗一明一暗三层结构，厚约7.5nm，它由厚约3.5nm的双层脂质分子和内外表面各为厚约2nm的蛋白质构成。提出假说：连续的脂质双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，通过静电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质一磷脂一蛋白质的三层结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。单位膜模型的主要不足在于：把生物膜的结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。单位膜结构模型继承了前人的有关结论，又成功地利用了先进的电子显微镜的观察结果作为证据。但是他将生物膜描述为静态的刚性的结构，这一点很快又被新的技术手段下的实验所否定。问题(4)：有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？教师放映变形虫的变形运动、白细胞吞噬病原体、细胞分裂的动画，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。展示材料⑤：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验时间：1970年人物：LarryFrye等实验：将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，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抗体均匀分布。提出假说：细胞膜具有流动性。教师：很好，在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有科学家提出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。设计意图：学习流动镶嵌模型的创立过程和内容。环节2教师：好，学到这里，纵观整个人们对建立生物膜模型的探索过程，我们有些话题想让大家思考讨论。生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？请说说你的看法。学生：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，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。的确，流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，但它无法完美地回答生物膜的所有功能。所以后来不断提出一些新的模型，如Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型；Jain和White于1977年提出板块镶嵌模型等，迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多，生物膜的结构模型虽然有很多种，但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的。其要点和特点基本相同，主要包括膜的分子组成和结构特征。教师：纵观整个人们对建立生物膜模型的探索过程，你能谈谈实验技术的进步起到怎样的作用？学生：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。如血影的制取和化学成分的鉴定技术使人们认识膜的化学组成；电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；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两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。教师：分析生物膜模型的建立过程中，结构与功能相适应是如何得到体现的？学生：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说