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2019-2020年人教版高中生物必修1 第4章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)目標(biāo) a. 舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)。 b. 簡(jiǎn)述流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 c. 通過(guò)分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，簡(jiǎn)述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。 2.能力目標(biāo) a.通過(guò)分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，學(xué)習(xí)做出假設(shè)。 b.發(fā)揮空間想象力，通過(guò)制作模型，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。 3.情感目標(biāo) a.正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展中的作用。 b. 樹(shù)立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辯證唯物主義自然觀。 二、教學(xué)重點(diǎn) 生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 三、教學(xué)難點(diǎn) 對(duì)科學(xué)探究過(guò)程的分析，建立生物膜模型的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)。 四 教學(xué)流程 教學(xué)流程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入 以教材問(wèn)題探討導(dǎo)入：分別用三種材料做細(xì)胞膜：塑料袋、普通布和彈力布，讓學(xué)生思考：用結(jié)構(gòu)跟功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？ 思考、討論、回答。 導(dǎo)入對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 1.對(duì)生物膜成分的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì) （1）歐文頓實(shí)驗(yàn) 19世紀(jì)末，歐文頓用500多種 化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。 根據(jù)相似相溶原理，提出假設(shè)：膜是由脂質(zhì)組成的 （2）對(duì)歐文頓假設(shè)的驗(yàn)證 20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞提取出來(lái)。 化學(xué)分析表明，膜的主要成分是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 得出結(jié)論：細(xì)胞膜中還含有蛋白質(zhì) 2.對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索——磷脂雙分子層 （1）荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) 1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。 結(jié)論：膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層 （2）磷脂分子的結(jié)構(gòu) 讓學(xué)生畫(huà)出磷脂分子在空氣-水界面的排列 3.對(duì)生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式 細(xì)胞冰凍蝕刻實(shí)驗(yàn) 科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆粒。 結(jié)論：蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱(chēng)的；蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中 4.新技術(shù)帶來(lái)新模型（一） （1）動(dòng)畫(huà)展示人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)) 結(jié)論：細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動(dòng)性 1972年桑格和尼克森提出了流動(dòng)鑲嵌模型 【典型例題】 在人類(lèi)對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，羅伯特森提出的三層結(jié)構(gòu)模型與流動(dòng)鑲嵌模型的相同點(diǎn)是(　　) A. 兩種模型都認(rèn)為組成生物膜的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂質(zhì) B. 兩種模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子均勻排列在脂質(zhì)分子的兩側(cè) C. 兩種模型都認(rèn)為磷脂雙分子層是構(gòu)成膜的基本支架 D. 兩種模型都認(rèn)為組成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng) 【答案】A 二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 1.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型——流動(dòng)鑲嵌模型 (1)磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。 (2)蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。 (3)細(xì)胞膜表面的糖類(lèi)可以和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，其分布特點(diǎn)是糖蛋白只分布在細(xì)胞膜的外側(cè)。 2.糖蛋白與細(xì)胞間的信息交流 (1)圖1體現(xiàn)了通過(guò)體液運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的間接交流，圖2體現(xiàn)了細(xì)胞與細(xì)胞間的直接交流。圖3體現(xiàn)了通過(guò)細(xì)胞通道傳遞信息。 (2)細(xì)胞識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是：細(xì)胞膜上的糖蛋白(糖被)。 【典型例題】 如圖表示生物膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. ①在生物膜中是不均勻分布的 B. ②是生物膜的基本骨架 C. CO2、H2O通過(guò)細(xì)胞的方式相同 D. ②是運(yùn)動(dòng)的，但①是靜止的，所以細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 【答案】D 三、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性 ⑴原因：膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。 ⑵表現(xiàn)：變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞融合、胞吞、胞吐及載體對(duì)相應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等。 ⑶影響因素：主要受溫度影響，適當(dāng)溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動(dòng)性增強(qiáng)，但溫度高出一定范圍，則導(dǎo)致膜的破壞。 ⑷實(shí)例：①質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)；②變形蟲(chóng)捕食和運(yùn)動(dòng)時(shí)偽足的形成；③白細(xì)胞吞噬細(xì)菌；④胞吞與胞吐；⑤受精時(shí)細(xì)胞的融合過(guò)程；⑥動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)細(xì)胞膜的縊裂過(guò)程；⑦細(xì)胞雜交時(shí)的細(xì)胞融合（如人鼠細(xì)胞融合）。 【拓展】細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特性的不同點(diǎn) (1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性，溫度對(duì)此特點(diǎn)的影響是在一定范圍內(nèi)，溫度越高，細(xì)胞膜的流動(dòng)性越大。 (2)功能特性是具有選擇透過(guò)性，影響此特性的內(nèi)因是細(xì)胞膜上載體的種類(lèi)和數(shù)量。 (3)二者存在的關(guān)系是：流動(dòng)性是選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)，膜只有具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)出選擇透過(guò)性。 【典型例題】 細(xì)胞自噬機(jī)制是將細(xì)胞內(nèi)受損、衰老的蛋白質(zhì)、大分子復(fù)合體或細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)饺苊阁w內(nèi)并降解的過(guò)程，自噬機(jī)制還能清除入侵微生物和有毒蛋白聚集體，如圖所示為細(xì)胞自噬的三種方式。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 方式③蛋白質(zhì)與溶酶體表面的膜蛋白之間的相互識(shí)別體現(xiàn)了信息的交流 B. 方式②溶酶體與自吞小泡的融合過(guò)程體現(xiàn)了膜的選擇透過(guò)性 C. 細(xì)胞內(nèi)養(yǎng)分不足時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的自噬作用增強(qiáng) D. 可推測(cè)細(xì)胞自噬機(jī)制很可能參與機(jī)體的免疫反應(yīng)等生理過(guò)程 【答案】B 閱讀、觀察、分析、討論、回答。 傾聽(tīng)、呼應(yīng)。 回憶、討論、回答。 演練、回 傾聽(tīng)、呼應(yīng)。 分析、討論 通過(guò)分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，簡(jiǎn)述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。 簡(jiǎn)述流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié) 共同回顧歸納本節(jié)主干知識(shí)： 一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 1.細(xì)胞膜的成分 歐文頓的實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜含有脂質(zhì) 其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì) 2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) 荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)（磷脂）分子排列為 連續(xù)的雙分子層； 羅伯特森的實(shí)驗(yàn)：生物膜為三層統(tǒng)一的靜態(tài)結(jié)構(gòu)； 熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性； 二.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架； 蛋白質(zhì)分子鑲在、嵌入、貫穿于磷脂雙分子層上； 三.生物膜的基本特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性； 功能特性：具有選擇透過(guò)性。 呼應(yīng)。 回顧歸納本節(jié)主干知識(shí)。