第一篇:生物學①必修4.2《生物膜的流動鑲嵌模型》教案
第2節 生物膜的流動鑲嵌模型
[教學目標]
一、知識方面: 簡述生物膜的結構。
二、情感態度價值觀:
1、探討在建立生物膜模型的過程中,實驗技術的進步所起的作用。
2、探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。[教學重點]
流動鑲嵌模型的基本內容。[解決方法]
1、設計問題串分析討論后,讓學生歸納總結流動鑲嵌模型的基本要點。
2、教師呈現生物膜的結構模型示意圖,結合闡述其基本內容。[教學難點]
探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。[解決方法]
用設問法講解生物膜結構的探索歷程,在層層剝去“筍衣”中顯現結構與功能相適應的觀點。
[課時安排] 1課時 [教學方法] 講述法、啟發式。[教學程序]
一、導入新課 [問題探討]
1、根據結構與功能相適應的觀點分析,用哪種材料做細胞膜,更適于體現細胞膜的功能?
2、你還能想出更好的材料做細胞膜嗎? 學生討論回答
科學家懷著對物質跨膜運輸現象產生的疑問,開始對生物膜結構的漫長探索,讓我們重溫一下這段歷程。
二、新授
(一)對生物膜結構的探索歷程
設問1:一種物質或物體的結構,實際上是指其組成成分之間的組合形式。比如細胞的結構是指細胞膜、細胞質、細胞器和細胞核之間的組合形式,氨基酸的結構是指組成它的各種原子之間的組合形式。要弄清一種物質或物體的結構,首先要弄清其組成成分。
那么,細胞膜的組成成分是什么呢?(介紹歐文頓的實驗和推論)對膜的研究為什么是從生理功能入手呢?(主要是限于當時的條件)
設問2:歐文頓的推論是否正確呢?細胞膜中除含有脂質外,還有沒有其他成分呢?(介紹科學家的化學分析結果,指出膜主要由脂質和蛋白質組成;分析假說是如何提出的,假說與觀察和實驗證據的關系)
設問3:脂質和蛋白質是怎樣形成的呢?(介紹兩位荷蘭科學家的實驗,分析脂雙層這一結論的由來)
設問4:蛋白質位于脂雙層的什么位置呢?(簡介20世紀40年代的推測和羅伯特森1959年提出的“三明治”結構模型)
指出“三明治”結構模型的不足,說明細胞膜不應是靜態的剛性的結構,而應當是動態的彈性的結構。
設問5:有什么證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢?(重點介紹熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,指出細胞膜具有流動性;并討論技術的進步在細胞膜研究中的作用,強化結構與功能相適應的觀點)
(二)流動鑲嵌模型的基本內容
教師呈現P68生物膜的結構模型示意圖,闡述流動鑲嵌模型的基本內容。①磷脂雙分子層構成了膜的基本支架。②蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個雙分子層。③在細胞膜的外表有一層糖蛋白,叫糖被。與細胞識別,信息交流有關。④具一定的流動性
三、總結:重點總結生物膜流動鑲嵌模型的基本內容。
四、作業布置:P69練習題
五、板書設計
第2節 生物膜的流動鑲嵌模型
一、對生物膜結構的探索歷程 1、19世紀末,歐文頓提出:膜是由脂質組成的。2、20世紀初,對膜化學分析:膜是由脂質和蛋白質組成的。3、1925年荷蘭科學家提出:膜中的脂質分子排列為連續的兩層。4、1959年羅伯特森提出膜的靜態結構。5、1970年提出膜具有流動性。6、1972年提出流動鑲嵌模型。
二、流動鑲嵌模型的基本內容
1、膜的成分
2、膜的基本支架
3、膜的結構特點
4、膜的功能特性
第二篇:4.2 生物膜的流動鑲嵌模型[教案]
愛的海洋精品教案
第四章 細胞的物質輸出和輸入 第2節 生物膜的流動鑲嵌模型
一、教學目標
知識方面:簡述生物膜的結構。情感態度價值觀:
1、探討在建立生物膜模型的過程中,實驗技術的進步所起的作用。
2、探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。
二、教學重點、難點和解決方法
1、教學重點:流動鑲嵌模型的基本內容。解決方法:
1、設計問題串分析討論后,讓學生歸納總結流動鑲嵌模型的基本要點。
2、教師呈現生物膜的結構模型示意圖,結合闡述其基本內容。
2、教學難點:探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。解決方法:
用設問法講解生物膜結構的探索歷程,在層層剝去“筍衣”中顯現結構與功能相適應的觀點。
三、課時安排:1課時
四、教學方法:講述法、啟發式。
五、教具準備:ppt。
六、學生活動
1、指導學生閱讀教材,找出需了解的知識點。
2、討論回答相關問題。
七、教學程序 [問題探討]
1、根據結構與功能相適應的觀點分析,用哪種材料做細胞膜,更適于體現細胞膜的功能?
2、你還能想出更好的材料做細胞膜嗎? 學生討論回答 [講授新課] 愛的海洋精品教案 愛的海洋精品教案
科學家懷著對物質跨膜運輸現象產生的疑問,開始對生物膜結構的漫長探索,讓我們重溫一下這段歷程。
(一)對生物膜結構的探索歷程
設問1:一種物質或物體的結構,實際上是指其組成成分之間的組合形式。比如細胞的結構是指細胞膜、細胞質、細胞器和細胞核之間的組合形式,氨基酸的結構是指組成它的各種原子之間的組合形式。要弄清一種物質或物體的結構,首先要弄清其組成成分。
那么,細胞膜的組成成分是什么呢?(介紹歐文頓的實驗和推論)對膜的研究為什么是從生理功能入手呢?(主要是限于當時的條件)設問2:歐文頓的推論是否正確呢?細胞膜中除含有脂質外,還有沒有其他成分呢?(介紹科學家的化學分析結果,指出膜主要由脂質和蛋白質組成;分析假說是如何提出的,假說與觀察和實驗證據的關系)
設問3:脂質和蛋白質是怎樣形成的呢?(介紹兩位荷蘭科學家的實驗,分析脂雙層這一結論的由來)
設問4:蛋白質位于脂雙層的什么位置呢?(簡介20世紀40年代的推測和羅伯特森1959年提出的“三明治”結構模型)
指出“三明治”結構模型的不足,說明細胞膜不應是靜態的剛性的結構,而應當是動態的彈性的結構。
設問5:有什么證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢?(重點介紹熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,指出細胞膜具有流動性;并討論技術的進步在細胞膜研究中的作用,強化結構與功能相適應的觀點)
(二)流動鑲嵌模型的基本內容
教師呈現P68生物膜的結構模型示意圖,闡述流動鑲嵌模型的基本內容。①磷脂雙分子層構成了膜的基本支架。②蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個雙分子層。③在細胞膜的外表有一層糖蛋白,叫糖被。與細胞識別,信息交流有關。④具一定的流動性
(三)總結:重點總結生物膜流動鑲嵌模型的基本內容。
(四)作業布置:P69練習題
愛的海洋精品教案 愛的海洋精品教案
(五)板書設計
第2節 生物膜的流動鑲嵌模型
一、對生物膜結構的探索歷程 1、19世紀末,歐文頓提出:膜是由脂質組成的。2、20世紀初,對膜化學分析:膜是由脂質和蛋白質組成的。3、1925年荷蘭科學家提出:膜中的脂質分子排列為連續的兩層。4、1959年羅伯特森提出膜的靜態結構。5、1970年提出膜具有流動性。6、1972年提出流動鑲嵌模型。
二、流動鑲嵌模型的基本內容
1、膜的成分
2、膜的基本支架
3、膜的結構特點
4、膜的功能特性
愛的海洋精品教案
第三篇:4.2 生物膜的流動鑲嵌模型 教案
4.2 生物膜的流動鑲嵌模型
【內容與解析】
本節課要學的內容生物膜的流動鑲嵌模型指的是生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。其核心是生物膜的結構和流動性,理解它關鍵是理解科學家對生物膜結構的探索歷程。學生已經學過“細胞膜——系統的邊界”以及“物質跨膜運輸的實例”是本章學習的基礎。本節課的內容生物膜的流動鑲嵌模型就是在此基礎上的發展,同時與本節的第三章一起有“功能—結構—功能”的聯系。教學的重點是流動鑲嵌模型的基本內容。
【教學目標與解析】
教學目標
(1)通過分析科學家建立生物膜模型的過程,闡述科學發現的一般規律。(2)舉例說明生物膜具有流動性特點。
(3)簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。目標解析
(1)科學家對細胞膜結構的探索歷程。利用科學史教育素材,通過引導學生分析科學家們的實驗和結論,宛如親歷科學家探索的歷程,使學生切身感受科學的魅力,加深對科學過程和方法的理解,明白科學發現是長期的過程;
(2)發揮空間想象力,通過制作模型,構建細胞膜的空間立體結構。細胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍認同的,能較好地解釋人們對細胞膜功能的認識,學生必須展開想象力,通過制作模型等,構建細胞膜的空間立體結構,理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型的基本要點。
【問題診斷分析】
在本節課的教學中,學生可能遇到的問題是學生不理解細胞膜流動鑲嵌模型的基本內容,產生這一問題的原因是學生對細胞膜的結構比較陌生。要解決這一問題,就要教會學生自己動手制作細胞膜的模型。
【教學支持條件分析】
在本節課例題講解的教學中,準備使用多媒體。因為使用多媒體,有利于讓學生理解制備細胞膜的實驗原理與細胞膜生理功能,利用學生的認知沖突,激發學生興趣。
【教學過程】
引入:第三章我們學習了系統的邊界——細胞膜。細胞膜由脂質、蛋白質、糖類組成。那么,細胞膜的結構到底是怎樣的呢?這一節課我們共同來探究生物膜的流動鑲嵌模型。[問題探討] 在制作真核細胞三維結構模型的生活中,某小組同學分別用三種材料做細胞膜:塑料袋、普通布和彈力布。
討論:根據結構和功能相適應的觀點分析,用哪種材料做細胞膜,更適于體現細胞膜的功能? 你還能想出更好的材料做細胞膜嗎?
問題1:生物膜結構的探索歷程
設計意圖:引入細胞膜結構的科學發現史 師生活動:
實驗一:1895年E.Overton用植物細胞研究細胞膜的通透性。他選取用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次的研究,發現:脂溶性分子易透過細胞膜;而非脂溶性分子則難以通過。
1.你能推測出什么結論?
2.最初認識到生物膜是由脂質組成的,是通過對現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定?
3.在推理分析得出結論后,還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎?
實驗二:20世紀初,科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來,發現細胞不但會被溶解脂質的物質溶解,也會被蛋白酶(能專一地分解蛋白質的物質)分解。1.你能推測出什么結論?
2.在此實驗中為什么要選用紅細胞膜來進行分析?
實驗三:1925年,兩位荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提紅細胞膜脂質實驗:將抽提出的脂質在空氣—水界面上鋪成單分子層,測得其分子所占的面積相當于所用的紅細胞表面積的2倍。
1.你能推測出什么結論?
2.細胞膜中的脂質為什么會排列為連續兩層呢?細胞膜中的磷脂分子會排列成怎樣兩層呢?畫出來進行比較哪種情況膜穩定性強?
3.討論對膜的研究為什么是從生理功能入手?
4.脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢?蛋白質位于脂雙層的什么位置? 例1 下列哪項敘述不是細胞膜的結構特點?()A.細胞膜是選擇透過性膜
B.細胞膜由磷脂分子和蛋白質分子構成 C.細胞膜的分子結構具有流動性
D.有些蛋白質分子可以在膜的內外之間移動
變式訓練.組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子的排布有下述特點,其中描述細胞膜基本支架特征的是()
A.膜兩側的分子結構和性質不盡相同 B.磷脂排布成雙分子層
C.蛋白質分子附著和鑲嵌于磷脂雙分子層中 D.蛋白質和磷脂分子具有一定的流動性
問題2 流動鑲嵌模型的提出
設計意圖:回歸課本,與學生討論細胞膜結構的流動鑲嵌概念模型 師生活動:
實驗四:1959年,J.D.Robertsen根據電鏡下觀察到的細胞膜暗—亮—暗的三層結構,提出單位膜結構模型。
1.單位膜結構的主要內容是什么? 2.單位膜結構有什么缺陷?
3.有哪些證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢?
例2.蛋與細胞膜完成各種生理功能相適應,極為重要的結構特點是()A.磷脂排列成雙分子層
B.蛋白質分子覆蓋或鑲嵌于磷脂雙分子層中 C.兩側膜物質分子排布不對稱
D.膜物質分子的運動使其具有流動性
變式訓練.下圖表示細胞某一部分的亞顯微結構,請根據圖回答下面的問題:
(1)圖示
的亞顯微結構;(2)圖中①、②、③、④表示的化學物質分別是、、和
;
(3)這種結構的主要特點是
,其生理特性是
;(4)②、③在①上的排布方式是。
【目標檢測】
1.細胞膜經脂質溶劑和蛋白酶處理后可被溶解,由此可以推斷,細胞膜的化學成分 主要是()①磷脂 ②蛋白質 ③多糖 ④核酸
A.①② B.①③ C.②④ D.①④
2.科學家將細胞膜中的成分提取出來,并將它在空氣—水界面上鋪成單分子層,發現這個單分子層的表面積相當于原細胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子在細胞膜上的分布情況是 A.單層排列 B.雙層排列 C.稀疏排列 D.緊密排列
3.下列關于在顯微鏡下觀察到的細胞膜結構的描述,與羅比特森的研究相吻合 的是()
A.亮—暗—亮,脂質—蛋白質—脂質 B.暗—亮—暗,脂質—蛋白質—脂質 C.暗—亮—暗,蛋白質—脂質—蛋白質 D.亮—暗—亮,蛋白質—脂質—蛋白質 4.被大多數學者接受的細胞膜的結構模型是()
A.雙螺旋模型 B.脂質—脂質模型 C.流動鑲嵌模型 D.蛋白質—脂質—蛋白質模型 5.下面的細胞膜結構模式圖中,正確的是()
【課堂小結】
生物膜的流動鑲嵌模型:
①組成成分:磷脂、蛋白質、糖類 ②基本支架:磷脂雙分子層
③蛋白質分布:覆蓋、鑲嵌、貫穿 ④結構特點:具有一定的流動性 ⑤功能特點:選擇透過性
【配餐作業】
完成《同步導學案》P34,1—4題
第四篇:生物膜的流動鑲嵌模型教案
高一生物必修1 生物膜的流動鑲嵌模型
一、教學目標 1.知識與技能
①舉例說明生物膜具有流動性特點。
②簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。2.過程與方法
通過分析科學家建立生物膜模型的過程,學習做出假設。3.情感態度與價值觀
①生物膜結構的研究是立足于生物膜所具有的功能特點上開展的,樹立生物結構與功能相適應的辯證唯物主義自然觀。
②正確認識科學價值觀,理解假說的提出要有實驗和觀察的依據,需要有嚴謹的推理和大膽的想象,并通過實驗進一步驗證。
二、教學重點和難點 1.教學重點
流動鑲嵌模型的基本內容。2.教學難點
探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。
三、教學方法 講述法、探究法
四、課時安排 1
五、教學過程
〖引入〗以上節課所學生物膜的選擇透過性引入,設置懸念---“為什么會有這種特性?”教師提示。
〖提示〗生物學中將結構與功能相適應,生物膜之所以具有這樣的功能,這與它的結構是密不可分的。這節課我們就追尋先人的腳步,一步一步揭開膜結構的神秘面紗。
〖板書〗
一、對生物膜結構的探究歷程 探究
一、細胞膜的組成成分是什么?
〖問題〗1.歐文頓的推論是否正確呢?(介紹歐文頓的實驗及推論,指出水分子不能溶于脂質,但是可以自由通過生物膜,指出歐文頓的實驗有點進一步檢測)
〖問題〗2.細胞膜中除含有脂質外,還有沒有其他成分呢?(介紹科學家實驗,引導學生分析指出膜主要由脂質和蛋白質組成;從而驗證歐文頓的實驗并在此基礎上進一步完善)
探究
二、脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢?
(介紹兩位荷蘭科學家的實驗,分析脂雙層這一結論的由來)〖問題〗3.磷脂分子在生物膜中式如何排列的?
〖學生活動〗結合課本關于磷脂分子的介紹,以及科學家實驗的結論,自己在筆記上畫出自己認為正確的脂雙層結構圖。然后進行小組討論,最終確定一個大家都可以接受的結果。
〖提示〗根據磷脂分子特點,引導學生得出單層磷脂分子在水面排布情況,提醒同學細胞內外都有水環境,進而得出脂雙層分布情況。
〖問題〗4.蛋白質位于脂雙層的什么位置呢?(簡介20世紀40年代的推測和羅伯特森1959年提出的“三明治”結構模型)(指出“三明治”結構模型的不足,說明細胞膜不應是靜態的剛
性的結構,而應當是動態的彈性的結構。)
探究
三、生物膜究竟能不能運動?
〖問題〗5.有什么證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢?(重點介紹熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,指出細胞膜具有流動性;并討論技術的進步在細胞膜研究中的作用,強化結構與功能相適應的觀點)
〖講述〗在新的觀察和實驗的基礎上,S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通過對已有的模型進行修正而提出生物膜的流動鑲嵌模型。接下來我們就通過對探究歷程的總結來學習一下這個模型。
〖板書〗
二、流動鑲嵌模型的基本內容。
〖邊回憶邊講述〗在回憶探索歷程的過程中引導學生畫出流動鑲嵌模型的結構圖,并在次強調各種化學成分的分布和功能
〖板書〗
1、化學組成:蛋白質、脂質(少量多糖)
2、基本支架:磷脂雙分子層。
3、蛋白質分子鑲嵌或貫穿于磷脂雙分子層中。
4、膜的結構特點:具有流動性。
5、膜的功能特點:選擇透過性。
6、糖被(識別、保護潤滑)〖隨堂練習〗
1據研究發現,膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質較容易優先通過細胞膜,這是因為()A、細胞膜具有一定流動性 B、細胞膜是選擇透過性
C、細胞膜的結構是以磷脂分子層為基本骨架 D、細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質分子 2下列哪種膜結構能通過生物大分子()
A、細胞膜 B、核膜 C、線粒體膜 D、葉綠體膜
3一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質中擴散出來,進入一相鄰細胞葉葉綠體基質內,共穿過的生物膜層數是()
A、5 B、6 C、7 D、8 4變形蟲的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細胞能吞噬病菌,這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的()
A、保護作用 B、一定的流動性 C、主動運輸 D、選擇透過性 5細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有密切關系的化學物質是()A、糖蛋白 B、磷脂 C、脂肪 D、核酸 6下列物質中,不能橫穿細胞膜進出細胞的是()
A、維生素D和性激素 B、水和尿素 C、氨基酸和葡萄糖 D、酶和胰島素 〖小結〗
1、膜的組成成分:主要是磷脂和蛋白質,還有少量的糖類。
2、膜的基本支架:磷脂雙分子層。
3、蛋白質分子的位置:蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層。
4、生物膜的結構特點: 具有一定的流動性。
5、生物膜的功能特點:選擇透過性。
第五篇:生物膜的流動鑲嵌模型教案
生物膜的流動鑲嵌模型
會寧一中 馬麗
一、教學目標 1.簡述生物膜的結構。
2.探討在建立生物膜模型的過程中,實驗技術的進步所起的作用。3.探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點
二、教學重點和難點 1.教學重點
流動鑲嵌模型的基本內容。2.教學難點
探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。
三、設計思路
本節內容與第一節“物質跨膜運輸的實例”所反映的生物膜對物質的進出控制具有選擇性等知識有一定的聯系,并對第三節學習“物質跨膜運輸的方式”作了知識準備。所以,這節的內容對整個章節的知識起到了承上啟下的作用。內容主要包括對生物膜結構的探索歷程和生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容兩大部分。在教學中,充分發揮教師的主導地位和學生的主體地位,采用“引導—觀察分析實驗現象—提出假設—實驗驗證再分析”的教學模式,融合運用引導啟發、觀察分析、對比歸納、聯系實例等方法,配以多媒體輔助教學,引導學生觀察并分析實驗現象,大膽的提出實驗假設,宛如親歷科學家探索科學的歷程,切身感受科學的魅力,保持強烈的探究科學的激情和興趣,自然地接受流動鑲嵌模型的理論。讓學生在探究中學習科學探索的方法,從而滲透探索科學過程和方法的教育。
四、教學課時 一課時
五、教學過程
〖引入〗
小實驗。功能和結構相適應。
(一)、對生物膜結構的探索歷程
教師:我們知道一種物質或物體的結構,實際上是指其組成成分之間的組合形式,如:,所以要弄清一種物質或物體的結構,首先要知道它的組成成分,那細胞膜的成分是什么呢?我們先來看一下19世紀末,歐文頓對此的研究: 資料一
時間:19世紀末 1895年 人物:歐文頓(E.Overton)
實驗:用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗,發現脂質更容易通過細胞膜。提出假說:膜是由脂質組成的。
〖設問〗:對“歐文頓實驗”
請你根據化學上的相似相溶定律看一下你能得到什么結論? 學生:(略)
教師:對,歐文頓也提出了這樣的假說,那么這一假說的提出是通過對現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定?
在推理分析得到結論之后還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎? 學生:(略),為什么一開始不對生物膜直接進行提取、分離和鑒定呢? 〖學生交流、討論〗:(略)
〖教師講述〗:
1、從生理功能上入手,通過對現象的推理分析的。
2、根據他的實驗結果:凡可以溶于脂質的物質,比不溶于脂質的物質更容 易通過細胞膜進入細胞。
3、有必要,通過鑒定能更準確地說明問題
4、對現象的推理分析是要進行鑒定,才能準確地說明問題??墒氰b于當時技術的限制,不能進行對結構物質的提取。
5.經科學家化學分析結果,細胞膜成分除了脂質外,還有蛋白質。那脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢? 資料二 : 時間:1925年
人物:荷蘭科學家Gorter和Grendel 實驗:從紅細胞膜中提取脂質,鋪成單層分子,發現面積是紅細胞膜的2倍 〖設問〗:
1.“荷蘭科學家實驗”-----------實驗得到什么現象? 2.請你展開大膽想象,你會推測出什么樣的結論? 〖學生交流、討論〗:(略)
〖教師講述〗:兩位荷蘭科學家根據單分子層的面積是紅細胞表面積的2倍。由此得出的結論是:細胞膜中的磷脂是雙層的。磷脂是一種由甘油,脂肪酸和磷酸所組成的分子,磷酸“頭”部是親水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。〖設問〗:
請你運用相關的化學知識解釋為什么磷脂在空氣――水界面上鋪展成單分子層?
生物的結構和功能是相適應的。在細胞膜內外都是水環境條件下,細胞膜的兩層磷脂分子可能怎樣排布呢?形成什么樣的結構呢? 〖學生交流、討論〗:(略)
〖教師講述〗:這是大家開動腦筋推測出的磷脂分子排列方式,大家看哪種最合理?(教師分析)知道了脂質的排布方式,那么蛋白質與磷脂又是怎樣的位置關系?有人推測出脂質兩邊覆蓋蛋白質的理論。
資料三 時間:1959年
人物:羅伯特森(J.D.Robertsen)
實驗:在電鏡下看到細胞膜由“蛋白質—脂質—蛋白質”的三層結構構成 提出假說:生物膜是由“蛋白質—脂質—蛋白質”的三層結構構成的靜態統一結構 〖教師設問〗:
對“羅伯特森電鏡實驗”──實驗得到什么現象? 讓你來推測,你會推出什么樣的結論?
你同意“三明治”結構模型嗎?這種生物膜是靜態的觀點不能解釋哪些生命現象? 〖學生交流、討論〗:(略)
〖教師講述〗:借助于電鏡,羅伯特森觀察到了細胞膜的結構,并推出靜態結構。但它很難解釋細胞分裂、草履蟲的運動和分裂、成熟植物細胞的質壁分裂與復原現象。把生物膜描述為靜態的剛性結構,這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。20世紀60年代,有人對此靜態觀點提出異議。并隨著科學技術的發展,對蛋白質的位置也提出了準確的說法,指出蛋白質不是全部平鋪在脂質的表面,有的鑲嵌在脂質雙分子層中。那么,有什么證據證明細胞膜中的物質不是靜態的嗎? 資料四: 時間:1970年 人物:Larry Frye等
實驗:將人和鼠的細胞膜用不同的熒光抗體標記后,讓兩種細胞融合,雜交細胞的一半發紅色熒光、另一半發綠色熒光,放置一段時間后發現兩種熒光抗體均勻分布 提出假說:細胞膜具有流動性 〖設問〗:
對“熒光染料標記實驗”──觀察得到怎樣的動態現象? 這一動態現象說明了什么? 能推出什么結論?
〖學生交流、討論〗:(略)
〖教師講述〗:熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,說明了組成細胞膜的分子是可以不斷運動的,成功指出細胞膜的流動性
〖設問〗:我們還學過哪些生命現象能說明生物膜具有流動性? 學生回答;(略)
〖教師講述〗:白細胞吞噬病菌、變形蟲的變形運動、植物細胞的質壁分離等例子都能說明細胞膜具有流動性。即流動鑲嵌模型提出的膜結構能很好地解釋上述細胞功能。
在新的觀察和實驗證據的基礎上,又有學者提出一些關于生物膜的分子結構模型。其中1972年桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型為大多數人所接受。它的具體內容是什么呢?
(二)、生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容
〖想象空間、課件展示〗結合生物膜結構的探索歷程,學生展開想像,自我構建細胞膜的三維立體結構。再課件展示“細胞膜的結構”,教師有順序、有層次清楚地闡述基本內容: 生物膜的組成:主要由蛋白質和脂質組成,還含少量的糖類。
生物膜的基本骨架:磷脂雙分子層(親水性頭部朝向兩側,疏水性尾部朝向內側)。
蛋白質分子存在形態:有鑲在表面、嵌入、橫跨三種,外側的蛋白質分子與糖類結合形成糖被。體現了生物膜的不對稱性。糖被在細胞的生命活動中具有重要功能,如保護、潤滑、識別等。
生物膜的結構特點:流動性---磷脂分子和大多數蛋白質分子都是運動的。(課件展示磷脂分子的多種運動形式,幫助學生理解磷脂雙分子層是輕油般的流體,具有流動性)生物膜的功能特點:選擇透過性。
〖學生討論〗
設問:1。生物膜的流動鑲嵌模型是不是完美無缺了呢?說說你的看法。2.回顧建立生物膜模型的過程中,實驗技術的進步起到怎樣的作用? 3.在建立生物膜模型的過程中,結構與功能相適應的觀點是如何得到體現的? 學生討論:(略)教師講述:
1。生物膜的流動鑲嵌模型不可能完美無缺,人類對自然界的認識永無止境,隨
著實驗技術的不斷創新和改進,對膜的結構的認識回進一步深入,不斷完善和發展流動鑲嵌模型。2.在建立生物膜模型的過程中,實驗技術的進步起到了關鍵性的推動作用。如電子顯微鏡的誕生使人們看到了膜的存在,冰凍蝕刻技術和掃描電子顯微鏡技術使人們認識到膜的內外并不對稱,熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,證明了細胞膜的流動性。
3.在建立生物膜模型的過程中,結構與功能相適應的觀點始終引導人們不斷實踐、認識、再實踐、再認識,使人們一步步接近生物膜結構的真相。例如,不同生物膜的功能是有差異的。一般來說,功能的不同常伴隨結構的差異,而早期的生物膜模型假定所有生物膜都是一樣的,顯然與不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。
六、板書即小結:(教師最后提供答案)
(一)對生物膜結構的探索歷程 19世紀末,歐文頓的實驗和推論:膜是由 組成的; 20世紀初,科學家的化學分析結果,指出膜主要由 和 組成; 1959年羅伯特森提出的“三明治”結構模型: 1970年,熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗,指出細胞膜具有 ; 5 1972年,桑格和 提出了。
(二)流動鑲嵌模型的基本內容
1.組成成分:主要是 和
2.結構: 為基本支架,蛋白質 3.結構特點: 4.功能特點:
七.練習(課本69頁和《同步導學》68頁習題)八.教學后記
探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點是本節教學的難點。我發現舉過多的學生不熟悉的的現代生物發展的例子來說明這一問題,效果并不好。因為學生不熟悉的例子,自然就不容易理解。所以在本節課中我把這一觀點穿插在四個資料分析中,比如讓他們根據細胞內外的水環境這一特點推測兩層磷脂分子可能的排布結構,讓他們分析“三明治”靜態結構與一些生命現象矛盾的地方,讓他們尋找細胞膜的流動鑲嵌模型能較好地解釋哪些生命現象,通過這些通俗易懂的例子潛移默化地影響學生,最后進行歸納總結,建立生物膜模型的過程體現了結構與功能相適應的觀點。突破這一教學難點。課本67頁的兩個思考討論問題我進行了調整,放在了“流動鑲嵌模型的基本內容”之后進行,因為上課過程中我發現經過四個資料分析,學生對細胞膜結構的求知欲已完全調動起來,直接往下進行流動鑲嵌模型的基本內容的教學,比較符合學生的認知心理特點。如果經兩個思考討論之后,再講述流動鑲嵌模型的基本內容,學生的興奮點反而有所下降。
新課程的這種教學模式,融合運用引導啟發、觀察分析、對比歸納、聯系實例等方法,配以多媒體輔助教學,引導學生觀察并分析實驗現象,大膽的提出實驗假設,宛如親歷科學家探索科學的歷程,確實能讓學生保持強烈的探究科學的激情和興趣,自然地接受流動鑲嵌模型的理論,教學效果較好。