全章复习与测试教学实录

生物膜的流动镶嵌模型

安徽省泾县中学 王银平

一

教材分析：

学生在第3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。本节课从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。还可以用设计问题串，分析科学家探索生物膜结构的曲折历程，学生易学。

二

教学目标：

1知识目标：

（1）简述生物膜的结构。

（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能力目标：

（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情感态度与价值观目标：

（1）逐步树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点。

（2）培养严谨的推理和大胆想象能力。

（3）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。

三

教学重点和难点：

1.教学重点：

（1）对生物膜结构的探索历程。

（2）生物膜流动镶嵌模型的基本内容。

2.教学难点：

探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。

四

知识结构：

五

教学方法：

讲授法，读书指导法，讨论法，探究法

六

教学策略：

1

以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程教学目标。本节课采用“引导—观察分析实验现象—提出假设—实验验证再分析”的教学模式，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，尤其在体验生物膜的探索历程上给学生以动态的感觉。本节安排1课时。

七

教学过程

师：大家好，初次见面，送给大家一个谜语诗，希望今天的这45分钟能让我们合作愉快！谜面是：是谁，隔开了原始海洋的动荡？是谁，为我日夜守边防？是谁，为我传信报安康？没有你，我-------一个小小的细胞，会还是何等模样？大家知道他是谁么？

生：细胞膜

师：细胞膜的功能有哪些？上节课的探究实验说明细胞膜的什么功能？细胞膜有弹性么？

生：1将细胞与外界环境分隔开

控制物质进出细胞

进行细胞间的信息交流

2选择透过性

有弹性

师：用结构和功能相适应的观点分析，图示的哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？

生：弹力布

师：弹力布能完全表现细胞膜的功能么？为什么？

生：

师：通过今天的对膜的学习之后呢，大家就会知道为什么弹力布不能完全体现细胞膜的功能了，那么今天我们就沿着科学家的脚步来，共同探讨生物膜的流动镶嵌模型。

一

对生物膜结构的探究历程：

（1）从生理功能入手的科学探究：

师：我们把时间回到19世纪末，请大家看看书上P65页倒数第二段在19世纪末的时候科学家欧文顿是怎么对膜进行研究的? 生：

提问1：欧文顿得出了什么结论？他是通过对现象的推理分析还是通过对膜成分的提取和鉴定？在推理分析得出结论之后还有必要对膜的成分进行提取分离和鉴定么？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？

生：

师：那么你觉得他这个结论得出后有没有必要进行验证呢？我们知道欧文顿提出的这个结论是建立在实验的基础上是没错的，但是他是根据实验的现象的分析推理得出的，所以这种我们称他为假说，既然是假说他就一定要进行验证。

所以大家在看书上的下一段资料

提问2：20世纪初科学家通过实验得出什么结论？这个结论支持欧文顿的发现吗？

生：

师：从这个资料我们可以了解到科学家的实验是很严谨的，假说提出来之后呢，是需要进行进一步的验证的。

这里科学家在研究的过程中除了发现有蛋白质和脂质之外呢，还发现细胞膜上含有少量的糖类。其实在脂质中呢，我们看到的更多的是磷脂。

（2）单位膜模型的提出：

师：既然现在化学成分已经研究清楚了，那么下面还要研究什么呢？

哦对，是膜的结构，也就是说这些化学成分是怎么排列在膜上的呢？好下面我们来看看：

因为大家对磷脂的结构是比较陌生的，所以我先给大家引荐下磷脂，请看大屏幕

这就是一个磷脂分子，大家看他像什么？

2

小人，我觉得更像是有着两条尾巴的蝌蚪！大家都看到了，这个小人具有头部和尾部，而且头部具有亲水性，尾部具有疏水性，那么什么叫做亲水和疏水？同学们知不知道？（一起和学生说出）亲水是容易和水接近，疏水是和水比较疏远的。

那么现在，每个小组讨论下，如果将磷脂分子放在水和空气的界面上，它将呈现什么样的姿态?你是怎么确定这个位置的呢？

生：亲水性和疏水性

师：很好，我们可以看到磷脂分子是非常整齐的排列在空气和水的界面上的，大家看，我们把这层叫做什么呢？

生: 磷脂单分子层。

提问3：1925年荷兰科学家在试验中观察到什么现象？他们推测脂质分子在细胞膜上是怎么排列的？

生：

师：那么同学们有没有想过这两层的磷脂分子是怎么排布的呢？

那么下面的任务就交给各位了，大家思考一下，磷脂双分子层到底是怎么排布的？做出选择，给大家一个小提示：细胞膜的内侧和外侧都是水环境。

生：

师：我们知道，除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分，那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？（展示罗伯特森观察到的结构。）

提问4：罗伯特森依据什么提出了生物膜的模型？其主要内容是什么？有哪些突出的特点? 生：

师：大家看下，上面是电子显微镜拍摄的真实的照片，下面是它对电镜照片大胆的猜测推出的模型。那么他的观点中主要内容是什么呢？

生：主要是静态的

师：他也是在试验观察的基础上大胆的推理出来的，那他也是一种什么？-------假说

那么假说就需要什么？-------验证

那怎么来验证他呢？

这个验证就不是太容易了，因为细胞膜是透明的，不能直接拿出来看，所以只能看看这个模型提出之后，跟今后的实验是否能吻合，或者说这个模型能否很好的去解释膜的各种功能。下面给大家介绍一种细胞：白细胞。

白细胞吞噬病菌，变形虫的变形运动，细胞的生长等过程好像都不能解释。

引导学生提出质疑，罗伯特森的静态观点不能解释一些生命现象。

（3）新技术带来新模型：

师：随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的是镶嵌在脂质双分子层中的。如图所示：

那么蛋白质在膜内外是对称分布的么？

膜既然不是静态的结构，有没有证据证明呢？科学家在苦苦的研究和探索，最终在1970年借助新的试验技术做了这样的一个试验

播放人鼠细胞融合试验动画

让学生看这个实验：

展示动画解释此实验，（最好让一个学生解释）

得出结论：蛋白质是可以运动的。

构成细胞膜的磷脂分子能不能运动呢？

以下是磷脂分子的几种运动方式：（展示）说明了：细胞膜具有一定的流动性。

3

师：细胞膜的流动性是与细胞膜的成分—磷脂分子和蛋白质分子的运动分不开的。白细胞吞噬细菌、变形虫运动等例子更强有力地说明细胞膜具有流动性。

师：1972年，桑格和尼克森通过观察和实验，并在继承前人的研究成果基础上，提出了生物膜的分子结构模型，即流动镶嵌模型，并被人们所接受。

二

流动镶嵌模型的基本内容

结合生物膜结构的探索历程，学生展开想象，结合生物膜的组分，自我构建细胞膜的三维立体结构。课件展示“生物膜流动镶嵌模型的结构”

教师有顺序、有层次阐述其基本内容：

①生物膜的组成：主要由蛋白质和脂质组成，还含少量的糖类。

②生物膜的基本骨架：磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。

③蛋白质分子存在形态：有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。

④生物膜的结构特点：一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）

师：现在我们回顾一下对生物膜的探究历程：（以练习题的形式出现）

师：通过对生物膜的探究历程的回顾 （小练习）

师：你认为实验技术的进步在科学发展中起到了怎样的作用？ 生：

师：在生物膜模型的建立过程中，结构与功能相适应是如何体现的？

生：

师：生物膜的流动镶嵌模型是不是完美无缺呢？

生：

延伸：不断完善和发展的流动镶嵌模型：介绍阿格雷的水通道和麦金农的离子通道。

所以，人类对于自然界的认识是永无止境的，对膜的研究将更加细致入微…（学无止境）

接下来我们以概念图的形式将本节的知识点总结一下：请同学填充完整该概念图。

生：

三

课堂小结

师：本节我们体验了科学家探索生物膜结构的历程。科学家的观点并不一定全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要后人不断修正和完善；时时刻刻要认识到科学技术在科学探索的过程中所起的关键作用；并要以发展的观点看待科学。

质疑：同学们，如果你是当时的科学家，你也会像当时的科学家一样，进行这样的思维吗？

学生回答：（略）

教师讲述：在体验探索历程过程中，我们要通过对功能现象的观察分析，推理假设生物膜的结构特点，依据结构与功能相统一的观点，一步一步地探讨。在其他领域也是如此。

四

课堂练习（展示）

五

作业 课外制作：利用废旧物品制作生物膜模型

六

板书：

第二节

生物膜的流动镶嵌模型

一

对生物膜结构的探究历程

二

流动镶嵌模型的基本内容

七

教学反思

本次课的反馈效果较好，学生参与度也很高，学生的学习热情高涨，多媒体动画效果直观，帮助学生更好的理解知识点，在以后的教学过程中要多注重和学生的互动，多培养学生的自我探究，自我学习能力。

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