科学家的故事　细胞世界探微三例ppt配套的教学设计方案

人教版必修一《分子与细胞》

第四章

细胞的物质输入和输出

第2节

生物膜的流动镶嵌模型

一、教材分析

“生物膜的流动镶嵌模型”是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》第2节的内容，与第1节“物质跨膜运输的实例”中生物膜选择透过性等知识有一定的联系，并为第3节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。所以，这节的内容安排很合理，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。

本节主要包括生物膜结构的探索历程和生物膜流动镶嵌模型的基本内容两大部分。同时与第二章中的“化合物”和第三章中的“细胞膜”、“生物膜系统”等内容又有一定的联系。

二、教学目标

1）知识目标

1．简述建立生物膜模型的过程。

2. 描述生物膜的流动镶嵌模型基本内容。

3. 理解实验技术的进步在生物膜模型建立过程中所起的作用。

2）能力目标

1. 尝试提出问题，做出假设。

2. 培养学生根据实验现象进行分析推理的能力。

3）情感、态度与价值观目标

1. 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。

2. 认同实验技术在促进科学发展中的作用。

三、教学重、难点

1. 教学重点：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、学情分析

通过对前面知识的学习，学生已经了解了细胞、组成细胞的分子，细胞的基本结构，细胞膜作为细胞这个最基本的生命系统的边界，控制物质的进出，具有选择透过性。在第四章第一节的学习中做过植物细胞的质壁分离和复原实验，已经了解细胞膜具有一定的弹性，这些已有的知识和经验为本节的学习奠定了基础。

高一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。

五、教学方法

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，轻松地讲授本节的两大知识板块。

六、教学过程

教师活动

导入

提问：在制作真核细胞三维结构模型的活动中，选用塑料袋、普通布和弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更适于体现细胞膜的功能？

讲授新课

一、生物膜结构的探索历程

1、细胞膜成分的探究

设疑：每一种物体的结构都有相应的组成成分，细胞膜也不例外。那么细胞膜是由什么化学物质组成的？其成分的研究用的是什么方法？

资料1：细胞膜的通透性实验

19世纪末，欧文顿做了物质对植物细胞通透性的实验。

学生讨论后：早期由于技术条件的限制，不能通过化学方法研究，只能从研究细胞膜的生理现象入手来探究其化学组成成分。

引导学生思考，进入探索历程

小组讨论后回答：弹力布既具有柔韧性又具有通透性，更适于体现细胞膜的功能。

激发学习兴趣，调动探究欲

学生活动

设计意图

提问：①实验的现象是什么？

②欧文顿提出了什么假说？

提问：膜中只有脂质吗？

资料2：细胞膜提取分离和成分分析

科学家将细胞膜分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。

问题：那么细胞膜是由哪些化学成分构成？

结合课本，观察实验现培养学生严密的逻辑象，小组讨论后回答：思维

可以溶于脂质的物质，

比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。欧文顿提出膜中含有脂质。

阅读教材、思考后回答：膜的主要成分是脂质和蛋白质。

2、相关模型的提出

细胞膜的成分脂质和蛋白质在膜中是如何排列的？

资料3：荷兰科学家Gorter和Grendel的实验

把脂质从细胞膜中提取出来，在空气

—水界面上铺展开。

小组讨论后回答：脂质在空气—水界面上呈单层排列，测得单分子层的面积是红细胞膜表面积的2倍。但细胞膜中脂质呈双层排列

（因为细胞生活在以

水为液体的环境中，脂质中的磷脂头部亲水，尾部疏水。）

阅读

P66教材，展示罗伯特森电镜下观察到的细胞膜。

小组讨论后回答：

(在电镜下看到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”三层结构。) 罗伯特森提出了所有生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成的静态统一结构。构建了

“三明治”模型。

认同技术进步在模型构建中的作用，突出模型建构方法：实验、推理想像→提出假说→进一步验证完善→不断发展。

提问：你观察到了什么现象？这个实验的结论？膜中的脂质为何会排列为连续的两层？

资料4：“三明治”结构模型

1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜

提问：观察到什么现象？

提出什么假说？

构建了什么模型？

设疑：静态统一结构怎么解释变形虫的变形运动与白细胞吞噬细菌这些现象？

3、新技术带来新模型

资料5：电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图

20世纪60年代，科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒的分布

冰冻蚀刻技术

提问：蛋白质在细胞膜上怎么排列？

资料6：免疫荧光技术细胞融合实验

1970年，弗雷和埃迪登( Frye 和

Edidin) 做了人鼠细胞融合实验：

问题：①实验的现象是什么？

②实验结论是什么？

③细胞膜具有什么样的结构特点？

仔细观察冰冻蚀刻细总结结构与功能相适胞膜示意图，小组讨论应的观点，实现了学生后回答：蛋白质在细胞价值观的培养目标。

膜上的分布是不对称的，有的镶在表面、有的嵌入其中、有的贯穿在整个磷脂双分子层中。

阅读教材中的相关内容，观看小鼠细胞和人细胞的融合动画。

小组讨论回答：开始两种颜色的荧光在融合细胞中分布于细胞的两边，后来均匀分布。说明蛋白质分子在细胞膜上是可以运动的，细胞膜具有流动性。

由此可以很好地解释变形虫的变形运动与白细胞吞噬细菌。

二、流动镶嵌模型的基本内容

展示细胞膜的亚显微结构模型

学生观察模型并总结：

通过直观图片，强化生1.

膜的基本支架——物膜“流动镶嵌模型”磷脂双分子层。（磷的基本内容。

脂分子是可以运动的，具有流动性）

2.

2. 蛋白质分子有的镶在、有的嵌入、

提问：①生物膜的基本支架是什么？

有的贯穿在磷脂双②蛋白质分子有哪几种存在形分子层中。（大多数式？

蛋白质分子是可以③组成细胞膜的分子是静止的，还运动的，具有流动是运动的？

性）

补充：在细胞膜的外表面，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。

作用：保护、润滑、识别作用

三、小结与巩固

1、

利用思维导图绘制出生物膜模型的概念图。

2、

让学生黑板上画出细胞膜的结构图并加以对比与点评。

学生黑板上板书出概念图和结构图

绘“概念图”，将已有知识进行系统化的总结，画出结构图强化本节所学的主要内容。

七、板书设计

1．生物膜结构的探索历程：

19世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的

20世纪初，科学家研究得出：膜的主要成分是脂质和蛋白质。

1925年，荷兰两科学家得出：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续两层。

20世纪40年代，有学者推测：脂质两边覆盖着蛋白质

1959年，罗伯特森提出：蛋白质—脂质—蛋白质的静态统一结构

20世纪60年代，科学家研究得出：冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中有蛋白颗粒

1970年，弗雷和埃迪登证实：细胞膜具流动性

1972年，桑格和尼克森，提出：流动镶嵌模型

2．流动镶嵌模型基本内容

磷脂双分子层构成膜的基本支架，具流动性。蛋白质分子以不同的形式覆盖，镶嵌或贯穿整个磷脂双分子层，大多可运动。

3、生物膜的结构特点：流动性

八、练习题以及作业布置

本节基础训练和分层测评