第2节生物膜的流动镶嵌模型教学设计第一课时

第2节　生物膜的流动镶嵌… 高中生物       人教2003课标版

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的特点 ；

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、态度和价值观 

 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 。

    学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。 高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。 

教学重点 
1、科学家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。 
教学难点 
1、对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；  
2、生物膜的流动性特点。 

设问：

如果让你构建生物膜的结构模型，

你需

要获取与生物膜有关的哪些资料？

点拨：生物膜的成分与结构

设问：

如果让你构建生物膜的结构模型，

你需

要获取与生物膜有关的哪些资料？

点拨：生物膜的成分与结构

科学史一：

1895年，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研究。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。

【提出问题】

根据E.Overton所观察到的实验现象，你们能得出什么结论?

【说明】

生物膜中含有脂质，后来确定为磷脂。

【展示】

教师展示磷脂分子的结构特点，指出磷脂分子亲水性头部和疏水性尾部。

【提出问题】

思考和讨论磷脂分子在空气-水界面和水中的可能的排列方式。

【点评】

对学生所画的排列方式进行点评，并由学生自己分析如此排列的原因。

【设疑启发】

正常情况下生物膜处于什么环境？那么理论上说，生物膜中的磷脂如何排列？教师指出，理论需要实验的支持。

科学史二：

1925年，E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测得的总面积是红细胞总面积的2倍。

【点评】

实验结果支持了磷脂分子排列为双层的结论。

【提出问题】

既然脂质容易通过细胞膜，那么为什么水溶性的物质也能通过细胞膜呢？构成生物膜的成分除了磷脂分子以外，还有其它成分吗？

科学史三：

科学家在实验中发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。
【提出问题】
生物膜中还有什么成分？
【小结】
生物膜中还含有蛋白质。同时需说明，后来的研究发现生物膜中还有少量的糖类。因此生物膜的主要成分为磷脂和蛋白质。
【提出问题】
磷脂和蛋白质在生物膜上是怎么排列的？

【呈现】
蛋白质分子是水溶性的，蛋白质分子在整体上表现为亲水性，而有些蛋白质有疏水性部位。
磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部，而且排列为双分子层，那么蛋白质分子在磷脂双分子层中是如何排列的呢？
提醒学生用相似相溶原理去思考。
【点评】
教师点评学生的讨论结果，然后展示在电子显微镜下所观察到的生物膜的结构，并让学生与自己构建的结构作比较，找出异同。
【小结】
蛋白质分子或镶嵌于磷脂双分子层，或贯穿整个磷脂双分子层。

【提问】
生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子都是静止的吗？
【呈现】
现实生活中的例子：变形虫的运动；
实验现象中的例子：红细胞吸水膨胀；
科学史料：1970年，Frye和Edidin的人—鼠细胞融合实验：融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。将细胞放在37℃培养40min后，两种颜色均匀分布在融合后的生物膜表面。
【说明】
生物膜中的蛋白质是可以运动的，并进一步说明磷脂分子也是可以运动的。
【小结】
生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子都是运动的。因此，生物膜的结构特点是具有流动性。

第2节　生物膜的流动镶嵌模型　

第2节　生物膜的流动镶嵌模型　

设问：

如果让你构建生物膜的结构模型，

你需

要获取与生物膜有关的哪些资料？

点拨：生物膜的成分与结构

设问：

如果让你构建生物膜的结构模型，

你需

要获取与生物膜有关的哪些资料？

点拨：生物膜的成分与结构

科学史一：

1895年，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研究。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。

【提出问题】

根据E.Overton所观察到的实验现象，你们能得出什么结论?

【说明】

生物膜中含有脂质，后来确定为磷脂。

【展示】

教师展示磷脂分子的结构特点，指出磷脂分子亲水性头部和疏水性尾部。

【提出问题】

思考和讨论磷脂分子在空气-水界面和水中的可能的排列方式。

【点评】

对学生所画的排列方式进行点评，并由学生自己分析如此排列的原因。

【设疑启发】

正常情况下生物膜处于什么环境？那么理论上说，生物膜中的磷脂如何排列？教师指出，理论需要实验的支持。

科学史二：

1925年，E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测得的总面积是红细胞总面积的2倍。

【点评】

实验结果支持了磷脂分子排列为双层的结论。

【提出问题】

既然脂质容易通过细胞膜，那么为什么水溶性的物质也能通过细胞膜呢？构成生物膜的成分除了磷脂分子以外，还有其它成分吗？

科学史三：

科学家在实验中发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。
【提出问题】
生物膜中还有什么成分？
【小结】
生物膜中还含有蛋白质。同时需说明，后来的研究发现生物膜中还有少量的糖类。因此生物膜的主要成分为磷脂和蛋白质。
【提出问题】
磷脂和蛋白质在生物膜上是怎么排列的？

【呈现】
蛋白质分子是水溶性的，蛋白质分子在整体上表现为亲水性，而有些蛋白质有疏水性部位。
磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部，而且排列为双分子层，那么蛋白质分子在磷脂双分子层中是如何排列的呢？
提醒学生用相似相溶原理去思考。
【点评】
教师点评学生的讨论结果，然后展示在电子显微镜下所观察到的生物膜的结构，并让学生与自己构建的结构作比较，找出异同。
【小结】
蛋白质分子或镶嵌于磷脂双分子层，或贯穿整个磷脂双分子层。

【提问】
生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子都是静止的吗？
【呈现】
现实生活中的例子：变形虫的运动；
实验现象中的例子：红细胞吸水膨胀；
科学史料：1970年，Frye和Edidin的人—鼠细胞融合实验：融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。将细胞放在37℃培养40min后，两种颜色均匀分布在融合后的生物膜表面。
【说明】
生物膜中的蛋白质是可以运动的，并进一步说明磷脂分子也是可以运动的。
【小结】
生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子都是运动的。因此，生物膜的结构特点是具有流动性。