第二节生物膜的流动镶嵌模型教案.doc

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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

①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容

②举例说明生物膜具有的流动性特点

③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

①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

②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

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

三、教学重难点

1教学重点

①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

2教学难点

①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

②生物膜的流动性特点；

四、教具准备

①与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片

②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—观察分析实验现象—提出假设—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、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

①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。

②能否模仿弹力布结构来构建细胞膜等生物膜结构？

③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：

①能将细胞与外界分隔开②能在一定程度上控制物质的进出③有一定弹性

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，做铺展实验，得出膜必然为脂双层排列。

4、电镜下观察，提出三层静态统一结构模型

第二课时

5、人鼠细胞融合实验，得出细胞膜具有流动性

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？

”

接下来科学家又做了什么探索？

幻灯片投影

知道细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，科学家接下来会如何探究？

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，罗伯特森在电镜下观察细胞膜，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？

（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

学生归纳小结

回忆为什么从哺乳动物的红细胞提取细胞膜，而不从其它细胞中提取？

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下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—水界面）

2.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—亮—暗三层结构

蛋白质—脂质—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

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。

培养学生主动获取知识的能力、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有知识的空间

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。

培养学生主动获取知识的能力、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。

膜上还有些其他结构，如糖蛋白。

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

[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方向打上两组孔（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。

[成果展示]

[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”剪成不同圆球形，模拟蛋白质分子。

[创新2]用“乒乓球”穿上两根“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”捏成不同圆球形，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：

一、对生物膜结构的探索历程

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

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

在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—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：

提出假说实验验证提出假说实验验证……建构模型……修正模型

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