2022年2022年《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计1

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载1.内容和位置生物膜的流淌镶嵌模型教学设计宁夏银川六盘山高级中学王晓荣精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.1 “生物膜的流淌镶嵌模型”一节为人教版必修1 分子与细胞第四章细胞的物质输入和输出之其次节,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掌握具有挑选性等学问有肯定的联系,并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了学问预备；所以,这节的内容支配很奇妙,对整个章节的学问起到了承上启下的作用；1.2 本节主要包括了两大部分内容：.科学家对细胞膜结构的探究历程；这为一个很好的科学史训练素材,通过引导同学一步一步地分析科学家的试验和结论,犹

2、如亲历科学家探究的历程,使同学切身感受科学的魅力,自然而然地接受流淌镶嵌模型的理论,更重要的为让同学加深对科学过程和方法的懂得,明白科学发觉的过程为一个长期的过程,涉及到很多科学家的辛勤工作；科学家的观点并不全为真理,仍必需通过实践验证；科学学说不为一成不变的,需要不断修正.进展和完善；科学进展与技术有很大的关系,技术的进步可以更好地促进科学的进展；.细胞膜的流淌镶嵌模型的基本内容；在众多对细胞膜结构的假说中,细胞膜的流淌镶嵌模型为目前人们普遍接受认同的,能较好地说明人们对细胞膜功能的熟悉,同学必需绽开想象力,在头脑中构建细胞膜的空间结构,懂得和把握流淌镶嵌模型的基本要点,这对于更好的懂得下一

3、节物质跨膜运输的方式有很重要的联系；2.学情分析2.1 同学已经明白了细胞.知道了组成细胞的分子.把握了细胞的基本结构,特殊为细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关学问,为本节学问的学习奠定了基础；2.2 高中同学具备了肯定的观看和认知才能,分析思维的目的性.连续性和规律性也已初步建立,但仍很不完善,对事物的探究奇怪,又往往具有盲目性,缺乏目的性,并对探究科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的摸索；3.设计思路3.1 调动同学已有的学问和体会,激发同学的探究欲望；同学在第 2 章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型,当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题；本节课可以从这个问题入手,让同学从结构与

4、功能相适应的角度分析,用什么材料做细胞膜,能更好地表达细胞膜的功能；关于这个问题,同学已有的学问为：细胞膜很薄,为细胞这个生命系统的边界；细胞膜能够掌握物质的进出,让一部分物质通过,其他物质不能通过；植物细胞质壁分别和复原的试验告知同学,细胞能够在肯定范畴内涨大和缩小,说明细胞膜具有肯定的弹性；教材中“问题探讨”栏目列出了三种材料：塑料袋.一般布和弹力布,其中塑料袋只能满意作为系统边界的要求,一般布能够满意系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求,只有弹力布能够满意上述三项功能的要求；通过这个问题的争论,同学就会熟悉到建立细胞膜的结构模型,必需从结构与功能相适应的观点动身来摸索；当然,细胞

5、膜不行能为由弹力布构成的；细胞膜究竟具有怎样的结构,才能使它具有上述功能呢？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3.2 本节课在教学设计上主要突出科学史的训练,科学史的教学为在新教材中特殊强调和突出的,在旧教材中涉及不多,要教好不简单；老师备课过程要细致策划如何有效地引导同学分析不同时期不同科学家的试验及假说,评判他们的奉献；要能通过一连串的环环相扣的问题来引导同学思维,要让同学感到身临其境,似乎自己就为那个科学家在摸索争论；最终让同学从中总结出科学发觉的一般规律；3.3 生物膜结构模型的构建为本节要突破的一个难点问题；本节课中,老师自制了磷脂分子和蛋白质分子的模型,让同学依据科学家

6、的试验现象自己来构建磷脂分子的排列方式.蛋白质与磷脂的组合方式,这样让同学不但形象.直观的明白了模型构建的过程.也让他们置身其中.探究奥妙并体验了胜利的欢乐；3.4 细胞膜的流淌镶嵌模型这个难点的讲解可通过多媒体课件来突破,有次序和层次地介绍；通过幻灯片放映各个科学家争论的图片.动画,增强了这些内容的立体感.丰富了教学内容.使同学在乐趣中学.在轻松中学；教学目标1.学问与技能简述生物膜的流淌镶嵌模型的基本内容；举例说明生物膜具有的流淌性的特点；通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学进展的一般规律；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；发挥空间想象才能,

7、构建细胞膜的空间立体结构；3.情感.态度和价值观使同学树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点；培育同学严谨的推理和大胆想象才能；熟悉到技术的进展在科学争论中的作用,敬重科学且用进展的观点看待科学.树立辨证的科学观 ；教学重点1.科学家对生物膜结构的探究历程；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2.生物膜的流淌镶嵌模型学说的基本内容；教学难点1.对科学探究过程的分析,如何表达生物膜的结构与功能相统一；2.生物膜的空间立体结构；3.生物膜的流淌性特点；教具预备1.生物膜流淌镶嵌模型的多媒体演示课件2.自制磷脂分子.蛋白质分子模型教学流程设问引入“问题探讨”体验“生物膜结构的探究历程”阐

8、述“流淌镶嵌模型的基本内容”教学过程（一）情形创设老师：同学们,在前面我们制作真核细胞的三维结构模型中,遇到过用什么材料做细胞膜的问题,现在有三种材料：塑料袋.一般布和弹力布,你选用哪种材料呢？为什么？同学：细胞膜很薄,为细胞这个生命系统的边界；同学： 细胞膜为挑选透过性膜,能够掌握物质的进出,让一部分物质通过,其他物质不能通过；同学：植物细胞质壁分别和复原的试验告知我们,细胞能够在肯定范畴内胀大和缩小,说明细胞膜具有肯定的弹性；同学：塑料袋只能满意作为系统边界的要求,一般布能够满意系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求,只有弹力布能够满意前面提到的三项功能的要求；老师：大家进行挑选的依

9、据为利用了细胞膜的功能,这表达了什么样的生物学思想呢？同学：生物体结构和功能相适应的思想；老师：实际上,弹力布也并不能完全代替生物膜；要找到更好的材料,我们仍需要对细胞膜的结构有更深的熟悉；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（二）师生互动1.对生物膜结构的探究历程老师：人们对事物的熟悉为有一个过程的,科学家产年正为怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问,开头了对生物膜结构的孜孜以求地探究,历经了一百多年时间,走过了一条曲折的道路,直到现在仍有很多科学家在连续深化争论；让我们一起重温一下这段历史,会让大家对科学过程和本质的懂得有所启示；我想让大家穿过时空隧道,回到一百多年前,假想一下：假如

10、你为当时的一位科学家,你会怎样去争论细胞膜的结构？（提示同学,引导他们明白限于当时的技术条件,仍不能亲眼看到生物膜,无法想像它的结构为什么样的,通过什么方法进行第一步的探究呢？引导同学看教材后明白当时科学家为从生理功能入手来探究的,通过试验观看,科学家才有严谨的推理,提出膜为由脂质组成这一假说,提示同学作出科学探究过程中作出假设后的步骤为什么（通过试验来验证假设）,从而进入下面的学习；同学：可以从现象入手,去进行估计；老师：这就为生物学争论上常用的一种科学方法假说法；这也为我们今日探究生物膜的结构的一个重要的方法,下面,就让我们沿着科学家的脚印,和科学家一起来争论这个问题；问题（ 1）：探究细

11、胞膜的组成成分为什么？展现材料：欧文顿的试验及其相关的图片时间： 19 世纪末1895 年 人物：欧文顿（e. overton ）试验：用 500 多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的试验,发觉细胞膜对不同物质的通透性为不一样的：凡可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更简单通过细胞膜进入细胞；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载老师：依据试验,你能提出什么假说？同学：提出假说：膜为由脂质构成的；老师：在得出结论之后,仍有没有必要对膜的成分进行提取.分别和鉴定呢？同学：有必要,通过鉴定能更精确地说明问题；老师：那为什么一开头不直接对膜的成分进行提取.分别和鉴定呢？同学：当时

12、的技术不能实现；老师：这说明什么问题呢？同学：这说明技术对科学争论的重要作用；老师： 直至 20 世纪初, 科学家才能第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分别出来,化学分析说明,膜的主要成分的确为磷脂和蛋白质；从而以试验说明白欧文顿的假说为成立的；也就为说假说为在试验与观看的基础上提出来的,同时又需要更进一步的试验来证明；问题（ 2）：探究这些物质为如何组成膜的？出示资料： 1917 年欧文·朗缪尔将提取的膜质铺展在水盘的水面上,发觉脂在水面上形成一薄层,单脂层亲水的头朝向水面,疏水的尾背离水面；于为他提出：磷脂分子为一种由甘油.脂肪酸和磷酸所组成的分子,结构既有疏水基团（尾部） ,又有

13、亲水基团 （头部） ；由于磷脂分子的“头部”亲水,所以在水空气界面上磷脂分子为“头部”向下与水面接触,尾部就朝向空气一面；这样磷脂分子可以在空气和水的界面上绽开为一层；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载老师：大家分组争论,利用手中的磷脂分子模型摆出下面两种情形下磷脂的分布情形在空气-水界面上完全浸没在水中同学：小组代表上黑板演示展现材料：戈特和格伦德对血影的争论时间： 1925 年人物：荷兰科学家gorter 和 grendel试验：两位科学分别纯化了红细胞,从肯定数量的红细胞中抽提脂类,按langmuir 的方法进行展层,并比较展层后的脂单层的面积和依据体积所推算的总面积,发觉提

14、取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为（1.8 2.2） 1,约为两倍；老师：假如你为当时的科学家,当你做试验时发觉单分子的磷脂分子正好为红细胞的两倍时,大胆地绽开你的想象力,你能做出什么假说？同学：细胞膜中的磷脂为两层的；老师：那这两层磷脂分子在细胞中又为怎样排布的呢？再分小组争论.利用你手中的模型摆出来吧；同学：分组争论,共可有六种排布方式,并提出细胞膜应两面都处于水环境中,所以争论得到正确的排布方式；问题（ 3）：那蛋白质和磷脂的位置关系又为如何的呢？展现材料：罗伯特森的单位膜模型精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载时间： 1959 年人物： j. d. rob

15、ertson 罗伯特森试验：用超薄切片技术获得了清楚的细胞膜照片,显示暗明暗三层结构,厚约7.5 nm,它由厚约 3.5 nm 的双层脂质分子和内外表面各为厚约2 nm 的蛋白质构成；提出假说：连续的脂质双分子层组成膜的主体,磷脂的非极性端朝向膜内侧,极性端朝向膜外两侧,蛋白质以单层肽链的厚度,通过静电作用与磷脂极性端相结合,从而形成蛋白质磷脂蛋白质的三层结构,称之为单位膜；他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构；单位膜模型的主要不足在于：把生物膜的结构描述成静止的.不变的,这明显与膜功能的多样性相冲突；单位膜结构模型继承了前人的有关结论,又胜利地利用了先进的电子显微镜的观看结果作为证据；但

16、为他将生物膜描述为静态的刚性的结构,这一点很快又被新的技术手段下的试验所否定；问题（ 4）：有什么证据证明细胞膜中的物质不为静态的呢？老师放映变形虫的变形运动.白细胞吞噬病原体.细胞分裂的动画,让同学从感性上熟悉膜不为刚性结构；展现材料：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合试验时间： 1970 年人物： larry frye 等试验： 将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后,让两种细胞融合,杂种细胞一半发红色荧光.另一半发绿色荧光,放置一段时间后发觉两种荧光抗体匀称分布；提出假说：细胞膜具有流淌性；老师：很好,在继承前人的结论基础上,结合新的观看和试验证据,又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型；其

17、中1972 年桑格（ s. j. singer）和尼克森（g. nicolson ）提出的流淌镶嵌模型为大多数人所接受；好,学到这里, 纵观整个人们对建立生物膜模型的探究过程,我们有些话题想让大家摸索争论；以争论小组的形式开展课堂争论沟通；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 1）生物膜的流淌镶嵌模型为不为就完善无缺了呢？请说说你的看法；同学：生物膜的流淌镶嵌模型不行能完善无缺；人类对自然界的熟悉永无止境,随着试验技术的不断创新和改进,对膜的争论将更加细致入微,对膜结构的进一步熟悉将能更完善地说明细胞膜的各种功能,不断完善和进展流淌镶嵌模型；的确,流淌镶嵌模型为目前人们普遍认同的,

18、但它无法完善地回答生物膜的全部功能；所以后来不断提出一些新的模型,如wallach 于 1975 年提出晶格镶嵌模型；jain 和 white 于 1977 年提出板块镶嵌模型等,迄今为止,已提出的生物膜结构模型达几十种之多,生物膜的结构模型虽然有很多种,但被广泛接受的结构模型基本内容为趋向一样的；其要点和特点基本相同,主要包括膜的分子组成和结构特点；（ 2）纵观整个人们对建立生物膜模型的探究过程,你能谈谈试验技术的进步起到怎样的作用？同学：在建立生物膜模型的过程中,试验技术的进步起到了关键性的推动作用；如血影的制取和化学成分的鉴定技术使人们熟悉膜的化学组成；电子显微镜的产生使人们最终看到了膜

19、的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们熟悉到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合试验又证明白膜的流淌性等；没有这些技术的支持,人类的熟悉便不能进展；（ 3）分析生物膜模型的建立过程中,结构与功能相适应为如何得到表达的？同学：在建立生物膜模型的过程中,结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践.熟悉,再实践.再熟悉；使人类一步步接近生物膜结构的真相；例如,不同生物膜的功能为有差异的；在生命系统中,一般来说,功能的不同常相伴着结构的差异,而早期的生物膜模型假定全部的生物膜都为相同的,这明显与不同部位的生物膜功能不完全相同为冲突的；仍有,不同膜的厚度也不完全一样；由此促进学者

20、们重新争论脂质和蛋白质相互作用的问题；一些学者使用了更加先进的技术, 运用红外光谱等技术证明,膜蛋白主要为球形结构；冰冻蚀刻电镜技术又证明,脂双层中分布有蛋白质颗粒,这样又进展了生物膜模型；生物膜中存在不同种类的蛋白质,以及蛋白质在生物膜中的不同分布情形,恰能较好地说明不同结构的生物膜具有不同的生理功能；（ 4）分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示？同学：科学争论为要在试验和观看的基础上,通过严谨的推理和大胆的想象,提出假说,再通过试验进一步地验证假说；同学：科学争论依靠于技术的进步,技术进步了,可以得到更多新的试验数据；同学：科学发觉的过程为一个长期的过程,涉及到很多科学家的辛勤工作；同

21、学：科学发觉的过程不为一帆风顺的,往往为在继承的基础上不断验证.修正和完善进展的；同学：科学家的观点并不全为真理,仍必需通过实践验证；科学学说不为一成不变的,需要不断完善；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载老师：那流淌镶嵌模型的详细内容为如何的呢？（ 1）磷脂双分子层为生物膜的基本支架；其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧；（ 2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层；这里表达了膜结构内外的不对称性；（ 3）在细胞膜的外侧,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白,叫做糖被；糖被与细胞识别.细胞间的信息沟通有亲密联系；（ 4）磷脂分子为可以运动的,具有流淌性；大多数的蛋白质也为可以运动的,也表达了膜的流淌性；评判反馈1.精选练习（ 1）变形虫的任何部位能伸出伪足,人体的某些白细胞能吞噬病菌,这些生理活动的完成说明细胞膜具有以下哪一特点a. 挑选透过性b. 肯定的流淌性c.爱护作用d.细胞识别（ 2）1985 年 overton 在争论各种未受精卵细胞的透性时,发觉脂溶性物质简单透过细胞膜, 不溶于脂质的