生物膜的流动镶嵌模型教学案例

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1、第2节生物膜的流动镶嵌模型 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   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 。3．情感、态度与价值观 （1）认识结构与功能相应的辨证观点在生物膜结构探索历程所起的作用。（2）正确认识技术在科学研究中起的作用。教学重点 1．科学家对生物膜结构的探索历程。 2．生物膜流动镶嵌模型学说的基本内容。 教学难点 1．对科学探

2、究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一。2．生物膜流动性的空间立体结构及流动性特点。教具准备 生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件 课时安排1课时教学模式 设问引入→问题探讨→体验生物膜结构的探索历程→阐述流动镶嵌模型的基本内容教学过程 （一）情境创设 教师：同学们，在第三章的尝试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、普通布和弹力布，你会选用哪种材料呢？为什么？ 学生：细胞膜很薄，是系统的边界。 学生：细胞膜是选择性透过膜，能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物

3、质不能通过。 学生：植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们，细胞能够在一定范围内胀缩，说明细胞膜具有一定的弹性。 5学生：塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过的要求，而弹力布能够较好地满足前面提到的三项功能的要求。 教师：也就是说弹力布较适合制作细胞膜。依据是利用体现了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学思想呢？ 学生：…… 教师：生物体结构和功能相适应。实际上，弹力布也不能完全代替细胞膜。要找到更好的材料，我们只有对细胞膜的结构有更深的认识。 （二）师生互动 1、对生物膜结构的探索

4、历程 教师：从物质跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。为什么是选择性的？这与生物膜的结构有什么关系？科学家当年正是怀着对这种现象的疑问，开始了对生物膜结构的孜孜以求的探索，走过了一条曲折的道路，直到今天仍有许多科学家在继续进行深入的研究。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理解有所启发。教师：假想一下，如果你是当时的一位科学家，你会怎样去研究细胞膜的结构？（提示学生，引导他们明白在当时的实验技术条件下） 学生：可以从某种现象或功能入手，去进行推测。 教师：对，这就是生物学研究上常用

5、的一种科学方法——假说法。这也是我们今天探究生物膜的结构的一个重要的方法。下面，我们就沿着科学家的足迹，和他们一起来探究这个问题。 问题（1）：要弄清楚一种物质或物体的结构，首先要弄清其组成成分。那么，细胞膜的组成成分是什么呢？ 呈现材料①：1895年，欧文顿(E.Overton)选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。 教师：依据欧文顿所观察到的实验现象，你们能得出什么结论？ 学生：提出假说：细胞膜是由脂质构成的。 教师：在得出结论之后

6、，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？ 学生：有必要，通过鉴定能更准确地说明问题。 教师：那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？ 学生：当时的技术不能实现。  5教师：是的,这说明技术对科学研究的重要作用,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离出来，化学分析表明，膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的，同时又需要更进一步的实验来证明。  问题（2）：清楚了膜的化学组成后,就要探究这些物质是如何组成膜

7、的了。 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。     教师：大家分组讨论，画出下面两种情况下磷脂的分布情况：①在空气-水界面上；②完全浸没在水中 学生：小组代表上黑板演示 教师引导得出假设需要实验验证，提供科学家曾经做过的实验。呈现材料②：1925年，荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel对血影的研究，他们用丙酮提取细胞膜中的脂质，在空气—水界面铺成单分子层，聚拢后测得的总面积约是红细胞表面积的2倍。教师：这个实验事实上证明了生物膜的磷脂分子的排布是哪一种？学

8、生：磷脂分子是两层的。 教师：很好,科学家也正是因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一假说。说明你们也具有一定的科学思维能力了。假说的提出不仅需要有实验的基础，同时还需要有严谨的推理和大胆的想象力问题（3）：细胞膜中磷脂分子的排布已经清楚了,蛋白质和磷脂的位置关系又是怎样