第2节生物膜的流动镶嵌模型

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1、第 2 节生物膜的流动镶嵌模型 一、教材分析 本节课包括两个部分的内容：1.科学家对生物膜结构的探索历程；2.生物膜流动镶嵌模型的基本 内容。而前面这部分内容在老教材中涉及的又很少，主要是突出科学史的教育。绝对不是不重要，而 是新教材新理念的一个体现。科学史的教学在新教材中是特别强调和突出的，要培养学生科学探索的 精神，培养学生创新的理念，科学史的教育是必不可少的。因此教师在备课中除了要备教材，同时要 备学生。 要设计一系列环环相扣的问题，有效的引导学生自己分析不同时期不同科学家的实验及假说， 评价他们的贡献。 有了前面的铺垫，生物膜的流动镶嵌模型的基本内容就呼之欲出了。可由学生根据刚才的分析

2、， 自己先画出生物膜流动镶嵌模型的结构图，后可通过多媒体课件在学生头脑中构建生物膜的空间立体 结构，来突破难点。 二、教学目标 1. 知识目标： （ 1）了解生物膜的研究过程 （ 2）能简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 2. 技能目标： （ 1）尝试一步一步的分析科学家的实验和结论，亲历科学家探索的历程，从而切身感受科学的魅力，并 加深对科学过程和方法的理解。 （ 2）学生运用课外时间制作细胞模型，充实学习内容，开发思维空间，培养创新能力。 3. 情感目标 （ 1）通过分析科学家建立生物膜模型的过程，认同科学技术发展的日新月异，阐述科学发现的一般规 律，激发学生探求生命科学奥秘的兴趣。 三、

3、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 四、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 五、教学手段 多媒体课件、准备实验、模型 六、课时安排 1 课时 七、教学过程 教 学 内 容 设 计 意图 教师活动学生活动 复习上节课的内 容，用生活中的 实验激发学生学 习本节课的兴趣 课前准备 准备十粒玉米种子和十粒煮过的玉 米种子，都纵切，放在烧杯中，并用红墨水处理， 可看到煮过的玉米种子胚被染成红色，而另十粒几 乎没被染色。 引言 向同学们介绍上述实验，请同

4、学们观察现 象。 提问 为什么煮过的会被染成红色呢？ 提问 那么生物膜为什么会有这个功能呢？有 什么机制可以保证它能行使这个功能呢？如果是 因为生物膜失去了选 择透过性 学生思考 从前面学习细胞 器和细胞核时制 作的模型入手， 得出学生对事物 的认识是不断前 进的。 一、对生物膜结 构的探索历程 浏览课本，让学 生对本节课的内 容有一个初步的 了解 逐步引导 很自然的过度到 20 世 纪 膜 成 分 的提取这项研究 前后知识衔接 进一步让学生了 解科学探究的一 般步骤 你，提出这个问题后，你会如何研究呢？ 过度 功能和结构总是相统一的，今天，就让我 们大家一起来学习生物膜的结构特点。 展示大家

5、以前制作的真核细胞的三维结构模型， 大家就用塑料碗充当了一下细胞膜，那如果给你以 下三种材料，你会选哪一种制作细胞膜呢，塑料袋， 普通布还是弹力布？ 提问 为什么选用弹力布呢？哪些事例可以说 明细胞膜有弹力呢？ 好，我们同学的认知一步一步的在上升，那能不 能找到更好的材料呢？当然，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。 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，直到现在仍有许 多科学家在继续深入研究。 投影 以上是对生物膜研究过程中出现的人物或 科学实验，但顺序有所乱，请同学们快速浏览课本 65，

6、 66， 67 页的内容，按顺序先后排列。 科学家对生物膜的探索历经了一百多年的时间， 这条路走得相当曲折，现在， 就让我们一起重温一 下这段历史，一起走进科学研究的世界，会让大家 对科学过程和本质的理解有所启发。 投影 欧文顿的实验 提问 ： （1）根据该实验，欧文顿提出了什么假 说？ （ 2）欧文顿是通过对现象的推理分析，还是通过膜 成分提取和鉴定来提出假说的？ （ 3）那在推理分析得出结论之后，还有没有必要对 膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？ （ 4）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？ （ 5）那什么时候才分离出来呢？过度 投影 20 世纪初提取细胞膜的实验：科学家

7、从哺 乳动物的红细胞中分离出细胞膜，发现它既能被溶 于脂质的物质溶解，也能被蛋白酶分解。 提问 ： （ 1）为什么用哺乳动物的红细胞？而且 用你已有的知识，应该是成熟还是幼嫩的红细胞？ （ 2）那么如何操作就可以制备细胞膜呢？ （ 2）细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也能被 蛋白酶水解，说明了什么问题？ (3) 以你现在的生物学知识，你能通过什么实验来验 证膜的成分有蛋白质? 提问 以上实验有没有说明欧文顿的假说是成立 的呢？ 也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来 弹力布 学生举例 学生自学， 1 分钟后排 列 学生简述实验过程 推测出膜是由脂质组 成的（相似相溶原理） 推测出膜的主要成

8、分 是蛋白质和脂质 引导学生通过现 有知识，得出磷 脂双分子层的排 列方式，加深对 科学过程和方法 的理解 通过一段动画， 引导学生对生物 膜是静态的观点 提出质疑，尝试 科学探究的历程 理论联系实际， 让学生了解到知 识重在运用 的，同时又需要更进一步的实验来证明和完善。 过度 清楚了膜的组成后，接下来就要探索这些 物质是如何组成膜的了。 投影 两位荷兰科学家的实验 提问 ： （ 1）脂质中最丰富的是什么脂？ 介绍 磷脂的结构：磷脂是一种由甘油、脂肪酸 和磷酸所组成的分子，磷酸头部是亲水性的，脂肪 酸尾部是疏水性的。 (2) 因此，在空气-水界面上，磷脂分子应该如何排 列？ 讨论 细胞膜中的

9、脂质分子为连续的两层，那么 这两层磷脂分子又是如何排列的呢？ 提示 ：细胞膜两侧都有水 过度 那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何 呢？ 投影 ： 1959 年罗伯特森在电镜下看到的现象， 细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构，中间的两层 是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。 提问 ： （ 1）如果是你，你根据这个观察结果， 你会提出什么假说呢？ 质疑 20 世纪60 年代以后，人们对这一模型的 异议增加了，不少科学家对于生物膜是静态的观点 提出了质疑，如果是你，看到这一现象，你会怀疑 吗？ 播放FLASH 白细胞吞噬病菌的现象，这一现 象能用罗伯特森的静态观点解释吗？显然不能。 设疑 那么有什么证据证明

10、细胞膜中的物质不是 静态的呢？ 投影 ： 1970 年的荧光染料标记实验 提问 ：根据此材料你能得出什么结论呢？ 投影 ：磷脂分子的一段材料：磷脂分子的两链 转速达10 16 次 /秒，磷脂分子与周围分子互换达10 6 次 /秒。 提问 ：根据这段材料你又能得出什么结论？ 提问 根据以上事实，能得出什么结论？ 分组讨论 结合你前面所学的知识，还有哪些事 例能证明细胞膜具有流动性呢？ 交流 比如：变形虫的变形运动，植物细胞的质 壁分离和质壁分离复原，动物细胞的吸水和失水， 细胞的生长，分泌蛋白的分泌过程, 设疑 为什么我们书本上介绍的这个实验要标出 是在37下进行的呢？ 投影 小资料：细胞融合实

11、验若在20下进行， 则两种蛋白质的均匀分布的时间大大延长，若在 1下进行，则两种蛋白质则难以均匀分布。 设疑 那么蛋白质分子是不是就真的也如罗伯 学生介绍 学生简述实验过程 得出细胞膜中的脂质 分子比然排列为连续 的两层 学生上黑板画 学生积极讨论 选学生上黑板画 得出生物膜都由蛋白 质脂质蛋白质三 层结构构成，并且描 述为静态的统一结构 学生观看动画，也提 出质疑 学生介绍实验过程 得出：细胞膜上的蛋 白质是可以运动的 得出：磷脂分子可以 运动的 结论：细胞膜的结构 特点，具有一定的流 动性 各组交流讨论结果， 看谁说得多 说明与温度有关 得出温度越降低，蛋 白质运动减慢，过低 时，有可能会

12、停止 由学生自己探究 出流动镶嵌模型 的基本内容，化 解难点 二、生物膜的流 动镶嵌模型 结合本节课的探 究过程，让学生 了解到学习也不 是一帆风顺的， 也 是 充 满 挫 折 的，也应该不折 不挠，戒骄戒躁。 特森所观察到的那样，平铺在脂质分子的两侧呢？ 讨论 那么，如果你就是生活在那个时代的科 学家，你能不能得出细胞膜的结构模型应如何呢？ 请大家试着画出细胞膜的结构模型。可互相讨论。 教师肯定大家画的模型看来我们的学生已经有 一些科学探究的能力，非常大胆，非常富有创意， 画的非常好！ ！那比较两位谁画得更好呢？ 过度 那就让我们看看科学家是如何研究的。 介绍 在新的观察和实验证据的基础上，

13、又有 学者提出了一些关于生物膜的结构模型，但最为人 们接受的是1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌 模型。 提问 ：根据流动镶嵌模型的内容，能否完善我 们刚刚画的模型图？ 在学生画的基础上，重点阐述流动镶嵌模型的 基本内容： 1.基本支架：磷脂双分子层 2.蛋白质分子镶、嵌、横跨在磷脂双分子层 中 3.细胞膜具一定的流动性播放FLASH 介绍 在细胞膜的外表还有一层由膜上蛋白质 与糖类以共价形式结合而成的糖蛋白。那么它有什 么作用呢？ 介绍 人类的血型和人类的输血规则 小结 本节课我们重温了科学家探索探索细胞 膜结构的历程，这是一段曲折的历程，是一个不断 前进的历程；我们也重点学习了生物膜的流

14、动镶嵌 模型的基本内容。 提问 ： 1.生物膜的流动镶嵌是不是就完美无缺 呢？ 2.纵观生物膜模型的探索历程，实验技 术的进步起到了怎样的作用？ 3.分析生物膜模型的建立过程，你受到 什么启示？ 巩固练习 积极思考，看书得出 并不是全部平铺，而 是有的镶嵌在磷脂双 分子层中 请两组同学上黑板画 学生积极阐述理由 学生修改完善 学生观看蛋白质分子 和磷脂分子运动的动 画 得出与细胞识别有关 八、板书设计 一、对生物膜结构的探索历程 二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容 1.磷脂双分子层基本支架 2.蛋白质分子镶、嵌、横跨 3.结构特点具有一定的流动性 4.糖蛋白与细胞识别有关 九、教后感： 1、根据

15、学生实际情况，大胆创设情境 “生物膜的流动镶嵌模型”这一节内容，有科学探究的过程，如何让学生走进科学研究的世界，化枯燥 的为活跃，是本节课设计的主要意图。因此我结合课本上的资料，又搜集了其他一些材料，在一些难点上， 还搜集了一些动画，激发学生的兴趣，使同学们亲临其境，一步一步的得出科学家的结论。 2、发挥学生的主体性，让他们大胆的表达自己 这节课的内容其实学生非常容易理解，但知识的获取不是赠与，也不是硬塞，而是让学生自己在一定的 情境中去探究，发现问题，解决问题的过程。因此在课堂上，我作为课堂引导者的同时，更多的担当了课 堂的倾听者，在这样的情况下，师生自然的融为一体，学生学习的欲望得到高涨，学生的积极性和主动性 也得到了充分的发挥。