資源簡介

《生物膜的流動鑲嵌模型》教學設計
教學目標
1.知識目標：
簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容；
2.情感與價值觀目標：
使學生樹立生物結構與功能相適應的生物學辯證觀點；
3.能力目標：
培養學生的推理與想象能力。
教學重點
流動鑲嵌模型的基本內容。
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。
教具準備
生物膜流動鑲嵌模型的多媒體演示課件
課時安排 1課時
教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 設計目的
引 言 PPT展示 本節課題，直入主題 同學們，本節課由我和大家一起來學習——生物膜的流動鑲嵌模型。 對，就是我們課本封面的這個模型。經過了前面的學習，我們已經對生物膜有了一定的了解，這節課我們重點要學習的是流動鑲嵌模型的內容及其構建過程中的探索歷程. 直入主題
一. 流 動 鑲 嵌 模 型 的 基 本 內 容 我們先進入第一環節，初步認識流動鑲嵌模型，學習其基本內容 參照課本或學案，閱讀流動鑲嵌模型的基本內容（可齊讀） 初步學習模型的基本內容
二． 對 生 物 膜 的 探 索 歷 程 1. 探 索 一 生 物 膜 的 主 要 成 分 同學們做的很好，那這個流動鑲嵌模型是如何構建起來的呢，引用汪堃仁院士等主編的《細胞生物學》的一句話：膜的研究是當前細胞生物學和分子生物學的重要課題之一 ，其實不僅是當前，歷史上科學家對于膜的研究也從未停止。 我們一起進入第二環節—深入探索流動鑲嵌模型。 首先是對于生物膜成分的探索 結合圖片和我們已有的知識，請同學們回答，構成膜的主要成分是 請同學們閱讀課本，找到相關的實驗證據 脂質和蛋白質/磷脂和蛋白質 課本P65第二段+第三段+P69課后練習—基礎題—2 學生閱讀課本。
2. 探 索 二： 生 物 膜 的 結 構 確認了生物膜的成分，我們繼續生物膜結構的探索 展示模型：觀察模型，膜中的脂質（磷脂）是如何排布的呢？對，我們稱之為脂雙層或磷脂雙分子層。這就是膜的基本支架。 那么有沒有相關實驗可以得出這個結論呢？ 為什么是兩層？其他形式可以嗎？要回答這些問題，我們需要了解： 1..磷脂分子有什么特點 2.磷脂在水中鋪展成單層會怎樣 3.細胞膜兩側的環境如何 ？ 排列為兩層 1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。 1.請同學用磷脂分子的模型講解：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。 2.同學代表在黑板演示磷脂分子在空氣—水界面的排布 （畫出） 3.通過查找課本P35和P47得出，細胞膜內外都是水環境 （畫出） 學生講解，學生排布，體驗更深刻，對結構理解更深
結合流動鑲嵌模型的基本內容和結構模型，說出蛋白質分子在脂雙層中的位置 關鍵詞：鑲在、嵌入、貫穿 同學們思考：這種排布是在膜蛋白被發現之初就確定了嗎？ 當然不是，20世紀40年代，曾有學者推測脂質兩邊各覆蓋著蛋白質，但直到50年代，電子顯微鏡誕生，科學家用它來觀察細胞膜。 現在，我們穿越到1959年，置身于當時當地，來看一則消息 PPT展示羅伯特森的實驗及其提出的模型 官宣: 羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構，他結合其他科學家的工作，大膽地提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子。他把生物膜描述為靜態的統一結構 閱讀資料1，了解電鏡成像技術 你贊成這個結構模型嗎？ 如果有異議，理由是什么？ 對，這個模型并不能解釋我們所提出的生物膜的種種現象，即此結構與膜的功能并不相適應。老師這還有一個實驗—冰凍蝕刻技術顯示蛋白質分布，我們可以通過資料2了解冰凍蝕刻技術，這一技術手段的運用，讓我們更加接近生物膜結構的真相，我們可以看到膜蛋白并不是全部平鋪在脂質表面，（同學們，接） （剛還有同學提到了人—鼠細胞的融合實驗，這一實驗說明——隨機） 2. 1970年，科學家進行了人—鼠細胞融合實驗 ，由此說明 3構成膜的磷脂分子也是可以運動的。（引導學生用雙手演示磷脂分子的運動） 所以，我們可以說 4.在新的觀察和實驗證據的基礎上，又有學者提出了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，即本節所學模型 答：蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層的表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層 同學們討論并舉例說明理由 （可能會提出的例子：變形蟲運動/白細胞的吞噬作用/細胞生長/生物膜之間通過小泡進行融合和轉化/質壁分離和復原現象說明膜有一定的伸縮性/生物膜的選擇透過性等，甚至提出人—鼠細胞融合實驗） 有的蛋白質是鑲嵌在脂質雙分子層中的，蛋白質在脂雙層中的分布是不均勻的 膜上的蛋白質分子是可以運動的 細胞膜具有流動性 學生積極參與，前后知識的銜接更緊密，對結構與功能相適應的觀點體會更深
三. 強 化 提 升 讓我們再次重溫并深刻理解流動鑲嵌模型的基本內容 模型中還有一處我們未曾提到，他是什么呢？閱讀課本P68小字，找出答案吧。 （1）磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側，疏水性的尾部相對朝向內側。 （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，有的貫穿整個磷脂雙分子層。 （3）在細胞膜的外側，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結構合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有密切聯系。 （4）除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質分子結合成的糖脂。 （5）磷脂分子是可以運動的，具有流動性；大多數的蛋白質也是可以運動的，也體現了膜的流動性。 ——結構特點 流動鑲嵌模型與蛋白質—脂質—蛋白質三層結構有何異同 人們對于生物膜的研究從未停止，大家可以看下課本P74的科學前沿。 最后，老師提供自制的磷脂分子和蛋白質分子，各小組嘗試制作細胞膜的流動鑲嵌模型，體驗模型之美吧 學案列出要點 本節設計意圖：用心體會科學家的探究歷程，對學生進行科學態度、科學方法以及科學思維方式養成的教育。激發學生的參與，培養其思維的獨創性。通過科學史的學習，使學生認識到科學技術呈現日新月異、日臻完善的發展態勢，從而培養他們用發展的眼光看問題。
板書設計
一．生物膜結構的探索歷程
1.生物膜的成分：
2.生物膜的結構
3.生物膜的結構特點：具有一定的流動性
二．流動鑲嵌模型的基本內容
練習題：課后練習

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