生物膜的流动镶嵌模型教案

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1、第四章第二节 生物膜的流动镶嵌模型 一、教材分析 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版必修 1 分子与细胞第四章细胞的物质输 入和输出之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制 具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。 所以，这节的内容安排很合理，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。 本节主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。 在 教学中，要充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位，引导学生观察并分析实验现象，大 胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，切身感受科学的魅力，保持强烈的探

2、 究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论。让学生在探究中学习科学探索的方 法，从而渗透探索科学过程和方法的教育。 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、态度与价值观 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

3、、教学重难点 1 教学重点 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 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 生物膜的流动性特点； 四、 教具准备 与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片 生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件 五、教学策路 以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程教学目标。 本节课采用“引导一观察分析实验现象一提出假设一实验验证再分析”的教学模式，融合运 用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，尤其在体验生 物膜的探索历程上给学生以动态的感觉。 六、课时安排 2课时 七

4、、教学过程 第一课时 教学过程 教师组织与引导 学生活动 目标达成 标题 引入 写出本节课的重点，难点及 教学，德育目标 提供以下材料： 塑料袋、 报纸、普通布和弹力布，选 一种在制做真核细胞三维结 构模型中做为细胞膜，根据 结构与功能相适应的观点分 析那一种更能体现细胞膜的 功能。能否模仿弹力布结 构来构建细胞膜等生物膜结 构？组织学生回忆细胞膜 的功能，强调指出细胞膜的 功能特点：选择透过性。 有意识记本节课的内容 选弹力布的原因：能将细胞与外界分隔开 能在一定程度上控制物质的进出有， 弹性 不能。弹力布只能根据孔径大小控制物质进 出，而细胞膜对物质进出是有选择性的，两 者存在差距 叙述细

5、胞膜三大功能。 调动学生的已 有的知识经 验， 引发学生 探究细胞膜结 构的好奇心。 对学生的思维 进行“热身” 作用。 教师与学生 一起来体验 科学家探索 生物膜结构 的历程. 一、生物膜 的探索历程 1、欧文顿实 验，脂溶性 物质易通 过，得出膜 由脂质组 成。 2、膜化学分 析，得出膜 的主要成分 是脂质和蛋 白质。 3、提起脂 质，做铺展 膜结构到底是怎样的呢？ 科幻之旅 如果有“时光机器”， 将此刻的你送回 19 世纪，你 会从哪几个方面去研究细胞 膜的结构？ 教师课件展示动画 早 期 对 生 物 膜 结 构 的 探 究 是 谁？做了什么实验？发现什 么现象？得出什么结论？ 幻灯片投

6、影小结 像欧文顿用的这种根据实验 现象及相关化学知识“相似 相溶”原理，得出结论的方 法就是科学家在探究时常用 的方法之一称为“什么方 法？” 接 卜 来 科 学 家 又 做 了 什 么 探 索？ 幻灯片投影 (1)早期对生物膜结构模的探究是 从生理功能入手还是用显微镜观察生物膜， 去想像它的结构入手？为什么？ (2)最初认识到细胞膜是由脂质组成 的，是通过对现象的推理分析，还是通 过对膜成分的提取和鉴定？ (3)在推理分析得出结论后，还有必 要对膜的成分进行提取、分离和鉴吗？ 归纳小结欧文顿的实验，从欧文顿的 实验所得到的信息回答思考与讨论 (1)、 (2)题 学生回答 提出假说 学生归纳小

7、结 回忆为什么从哺乳动物的红细胞提取细胞 膜，而/、从其它细胞中提取？ 根据这个实验回答思考与与讨论( 3) 学生活动：以小组为单位讨论磷脂分子在卜 列情况中的排列方式(从磷脂结构分析) 1.平铺于水面上(空气一水界面) 提出问题， 引 起思考， 激发 思维探究的欲 望， 引起学生 学习的兴趣。 培养学生主动 族取知识的能 力、 归纳能力 及与人交流信 息的能力。 对科学过程和 方法的理解 学生表达能力 得到进一步提 高 领悟科学研究 的方法“假说” 是怎样提出来 的。 对科学过程和 实验，得出 膜必然为脂 双层排列。 4、电镜卜观 察，提出三 层静态统一 结构模型 第二课时 5、人鼠细胞 融

8、合实验， 得出细胞膜 具有流动性 知道细胞膜主要由脂质和蛋 白质组成， 科学家接卜来会 如何探究？ 1925 年荷兰两位科学家做 了什么实验？观察到什么现 象？得出什么结论？ 引导总结脂质以“磷脂双分 子层”排列。 蛋白质是怎样与之相结合的 呢？ 1959 年，罗伯特森在电镣下 观察细胞膜，他看到了什 么？ 然后大胆地提出磷脂双分子 层与蛋白质是怎样结合的？ 1970年，科学家应用什么技 术做了人细胞和小鼠细胞的 融合实验？观察到什么现 象？得出什么结论？ 在新的观察和实验证据的基 础上， 又有学者提出了一些 关于生物膜的分子结构模 型，其中1972 年谁提出的流 动镶嵌模型为大家所接受？ 2

9、 .磷脂分子置于水中 3 .两个水槽玻璃隔板的孔隙 讨论后分别说出答案 学生思考与讨论 画出磷脂分子排列成连续的两排：磷脂 双分子层 阅读 66、67 页，思考与讨论以下问题： (1)在建立生物膜模型的过程中， 实验技术 的进步起到怎样的作用？ (2)在建立生物膜模型的过程中， 结构与功 能相适应的观点是如何得到体现的？ 暗一亮一暗三层结构 蛋白质一脂质一蛋白质 特点：静态的 并描述为“三层静态统一结构” 学生看课本，回答问题 归纳小结 桑格和尼克森 方法的理解 培养学生问题 意识，给予巩 固知识，学生 发散性思维启 动已用知识的 空间 对科学过程和 方法的理解 掌握知识要点 提出问题，引 起

10、思考，激发 思维探究的欲 望，引起学生 学习的兴趣。 培养学生主动 族取知识的能 力、归纳能力 及与人交流信 息的能力 对科学过程和 方法的理解 利用多媒体增 加教学的直观 性，促进学生 对知识的理 解。 让学生尝试提 出问题 对科学过程和 方法的理解 了解技术手段 的进步对科学 研究发展的推 动作用；探究 过程中体现结 构与功能相适 应等观点 二、流动镶 嵌模型的基 本内容 小科学家行动： 请同学们根 据我们一起分析的结果，尝 试构建起新的生物膜模型。 对生物膜流动镶嵌模型进行 记一步讲解。 学生思考，在纸上画图表示。 (用实物投影 仪展示学生画的结果，由同学进行评价) 学生阅读课文 通过前

11、面的讨 论生物膜的流 动镶嵌模型已 经呼之欲出，学 生这时基本已 膜上还有些其他结构，如糖 蛋白。 经能够解决这 个问题。学生理 解膜的流动镶 嵌模型 教师活动 学生活动 设计意图 教师活动 学生活动 设计意图 小结（4 分钟） 师生合作绘制生物膜的概念图 运用绘“概 念图”，将已 有知识系统 化、网络化。 巩固（4 分钟） 绘图绘制细胞膜的亚显微结构示意图 要求 1 .准确绘制出细胞膜的基本支架、蛋白质 的三种位置和糖被。 2 .准确标注出各部分的结构名称，且用平 行线。 生生合作 复习强化 “流动镶嵌模 型”的基本内 容，突出教学 重点。 课外延伸 兴趣 1搜索科学家对生物膜研究的最新 进

12、展资料，课后相互交流。 参考网址：兴趣 2利用废旧物品制作 生物膜模型。 提示：用包裹中药丸的球形蜡质盒做磷脂 分子的头部。去掉药盒表面的腊壳， 穿过铁 丝或电线，使铁丝或电线成为磷脂分子的尾 部。再在盒子扣合处以及与盒子扣合处相垂 直的力向打上两组孔（每组两个孔）。每一 个盒子都这样做。用较长的铁丝把盒子穿起 来，并扣上两半盒子，排列在一个水平面上， 这就做好了 “磷脂单分子层”。用同样的方法 再做一个“磷脂单分子层”，这样就做成了 “磷 脂双分子层”。用什么材料做蛋白质呢？可 以收集废旧包装材料，如包装电器的硬质泡 沫塑料，它很容易被你加工成需要的形状。 一些“蛋白质”可以“漂浮”在膜的两

13、侧，另一 些可以“嵌入”或“贯穿”膜。可以用贯穿膜的 “蛋白质”来帮助固定磷脂双分子层，穿铁丝 的时候把它们穿上就是了。 搜索 1 1975 年，Wallach 提出晶格镶嵌模型。 搜索 2 1977 年，Jain 和 White 提出板块镶嵌模 型。 搜索 3 2005 年，Caco-2 细胞生物膜因在结构和 生物学性质上与人小肠吸收细胞相似而广泛用于肠 道药物吸收机制研究。 成果展小 创新 1用球形或接近球形的“纽扣”穿上两根“细铜 线”，模拟磷脂分子（纽扣模拟磷脂分子的头部，细 铜线模拟磷脂分子的尾部）；用“废旧塑料泡沫”剪成 /、同圆球形，模拟蛋白质分子。 创新 2用“乒乓球”穿上两根

14、“细铁丝”模拟磷脂分 子（乒乓球模拟磷脂分子的头部，细铁丝模拟磷脂 分子的尾部）；用“橡皮泥”捏成/、同圆球形，模拟蛋 白质分子。 “兴趣 1”可培 养学生对问题 的科学思维方 法和探究精 神，帮助学生 提高对信息技 术运用的熟练 程度，发展学 生的信息素 养。 “兴趣 2”可加 深对生物膜流 动镶嵌模型基 本内容的记忆 和理解，同时 可培养学生的 创新意识和创 新精神。 6 .课堂小结 7 .练习巩固 附板书设计： 时间 科学家 科学实验 假说 19 世纪末 欧文顿 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 膜是由脂质组成的 、对生物膜结构的探索历程

15、 20 世纪初 从哺乳动物红细胞中分离细胞膜 1925 年 两位荷兰 科学家 从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的 2 倍 细胞膜中脂质为连 续的两层 1959 年 罗伯特森 在电镣下看到细胞膜由 蛋白质一脂质一蛋白质”的三层结 构构成 生物膜为三层静态 统一结构 1970 年 弗雷和 埃迪登 分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质， 并将两 细胞融合，发现荧光均匀 细胞膜具有流动性 1972 年 桑格和 尼克森 在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌模型 二.流动镶嵌模型的基本内容： 1 .磷脂双分子层构成基本骨架 2 .蛋白质覆盖、部分或全部镶嵌、横跨磷脂双分子层中间 3 .磷脂、蛋白质大多可以运动 模型建构： 提出假说 实验验证 一 提出假说 实验验证 建构模型 一 修正模型 一 教学反思 通过对生物膜结构的自主探索，学生深刻理解了生物膜流动镶嵌模型，而且知道科学发展的一般过 程并有利于激发学生以后从事科学研究的动机。运用实物投影的方式，展示学生探究的结果，避免了一个 学生回答其他同学休息的情况，让全体同学都参与到了教学中。 在教学的过程中也出现了一些问题， 在学生自主探究的过程中， 引导的不够好，因此以后还需要加强。 总体来说本节课的设计是成功的，取得了良好的教学效果。