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2019-2020年高中生物 《生物膜的流動鑲嵌模型》教案18 新人教版必修1 一、教學(xué)分析 1、教材分析 本節(jié)以較多的篇幅介紹對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，讓學(xué)生認(rèn)識到可以通過對現(xiàn)象的推理分析得出假說，假說需要觀察和實驗來驗證的同時，很自然的就會得出生物膜的流動鑲嵌模型，為后一節(jié)物質(zhì)跨膜運輸方式的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。 2、學(xué)生分析 在前面的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已經(jīng)基本具備了初步分析解決問題的實際能力，教師只需引導(dǎo)，學(xué)生就能自主學(xué)習(xí)，不但增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，而且加深了對知識的理解。 二、三維目標(biāo) 1．知識與技能 （1）簡述生物膜的結(jié)構(gòu) （2）制作流動向前模型 （3）說明膜具有流動性 2過程和方法 （1）探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。 （2）發(fā)揮形象力，通過制作模型，構(gòu)建細(xì)胞的空間結(jié)構(gòu)。 3．情感態(tài)度與價值觀 （1）探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。 （2）培源學(xué)生正確的科學(xué)觀價值觀。 三、教學(xué)重點和難點 1.教學(xué)重點 流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 2.教學(xué)難點 探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。 四、課時安排 2 五、教學(xué)過程 〖引入〗以“問題探討”引入，學(xué)生思考討論回答，教師提示。 〖提示〗1.三種材料比較，彈力布更能體現(xiàn)細(xì)胞膜的柔變性和一定的通透性，相對好一些。當(dāng)然，這幾種材料的特點與真實的細(xì)胞膜之間還有不小的差距。 2.有條件的話，使用微孔塑膠或利用激光給氣球打上微孔都可以作為模型的細(xì)胞膜。使用透析袋也可以。如果制作臨時使用的模型，利用豬或其他動物的膀胱做細(xì)胞膜是更加理想的材料。 〖問題〗再以“本節(jié)聚焦”已起學(xué)生的思考、注意。 〖板書〗一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程 〖問題〗1.細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？歐文頓的推論是否正確呢？ 〖學(xué)生活動〗學(xué)生帶著問題閱讀課本，并完成“思考與討論1”，教師提示。 〖提示〗1.最初認(rèn)識到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。 2.有必要。僅靠推理得出的結(jié)論不一定準(zhǔn)確，還應(yīng)通過科學(xué)實驗進(jìn)行檢驗和修正。 3.因為磷脂分子的“頭部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面?？茖W(xué)家因測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連續(xù)的兩層這一結(jié)論。 〖問題（邊問邊講述）〗2.細(xì)胞膜中除含有脂質(zhì)外，還有沒有其他成分呢？（介紹科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成；分析假說是如何提出的，假說與觀察和實驗證據(jù)的關(guān)系） 3.脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？（介紹兩位荷蘭科學(xué)家的實驗，分析脂雙層這一結(jié)論的由來） 4.蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？（簡介20世紀(jì)40年代的推測和羅伯特森1959年提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型）（指出“三明治”結(jié)構(gòu)模型的不足，說明細(xì)胞膜不應(yīng)是靜態(tài)的剛性的結(jié)構(gòu)，而應(yīng)當(dāng)是動態(tài)的彈性的結(jié)構(gòu)。） 5.有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運動的呢？（重點介紹熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗，指出細(xì)胞膜具有流動性；并討論技術(shù)的進(jìn)步在細(xì)胞膜研究中的作用，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點） 〖思考與討論2〗學(xué)生思考回答，教師提示。 〖提示〗1.在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動作用。如電子顯微鏡的誕生使人們終于看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術(shù)和掃描電子顯微鏡技術(shù)使人們認(rèn)識到膜的內(nèi)外兩側(cè)并不對稱；熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞的融合實驗又證明了膜的流動性等。沒有這些技術(shù)的支持，人類的認(rèn)識便不能發(fā)展。 2.在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點始終引導(dǎo)人們不斷實踐、認(rèn)識，再實踐、再認(rèn)識；使人類一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。在生命系統(tǒng)中，一般來說，功能的不同常伴隨著結(jié)構(gòu)的差異，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，這顯然與不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。還有，不同膜的厚度也不完全一樣。由此促進(jìn)學(xué)者們重新研究脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的問題。一些學(xué)者使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，運用紅外光譜等技術(shù)證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)又證明，脂雙層中分布有蛋白質(zhì)顆粒，這樣又發(fā)展了生物膜模型。生物膜中存在不同種類的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)在生物膜中的不同分布情況，恰能較好地解釋不同結(jié)構(gòu)的生物膜具有不同的生理功能。（第1課時完） 〖板書〗二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。（第2課時） 〖講述〗這一模型是S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通過對已有的模型進(jìn)行修正而提出的。 〖板書〗它的主要特點是： （1）膜結(jié)構(gòu)的不對稱性和不均勻性。（將膜蛋白分為外在蛋白和內(nèi)在蛋白，并且指出蛋白質(zhì)在脂雙層中的分布是不對稱和不均勻的。） （2）膜結(jié)構(gòu)的流動性。（認(rèn)為膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜止的，而是動態(tài)的，生物膜是流動的脂質(zhì)雙分子層與鑲嵌著的球蛋白按二維排列組成。） （3）膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質(zhì)、脂質(zhì)與脂質(zhì)之間復(fù)雜的相互作用實現(xiàn)的。 〖小結(jié)〗一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程 二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 它的主要特點是： （1）膜結(jié)構(gòu)的不對稱性和不均勻性。 （2）膜結(jié)構(gòu)的流動性。 （3）膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質(zhì)、脂質(zhì)與脂質(zhì)之間復(fù)雜的相互作用實現(xiàn)的。 〖練習(xí)〗課后一二。 基礎(chǔ)題 1.提示：細(xì)胞膜太薄了，光學(xué)顯微鏡下看不見，而19世紀(jì)時還沒有電子顯微鏡，學(xué)者們只好從細(xì)胞膜的生理功能入手進(jìn)行探究。 2.脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。 3.提示：這兩種結(jié)構(gòu)模型都認(rèn)為，組成細(xì)胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，這是它們的相同點。不同點是：（1）流動鑲嵌模型提出蛋白質(zhì)在膜中的分布是不均勻的，有些橫跨整個脂雙層，有些部分或全部嵌入脂雙層，有些則鑲嵌在脂雙層的內(nèi)外兩側(cè)表面；而三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè)。（2）流動鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)組成膜的分子是運動的；而三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為生物膜是靜態(tài)結(jié)構(gòu)。 4.D。 拓展題 1.提示：生物膜結(jié)構(gòu)的研究歷史反映了科學(xué)研究的艱辛歷程，也告訴我們建立模型的一般方法?？茖W(xué)家根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和已有的知識提出解釋某一生物學(xué)問題的假說或模型，用觀察和實驗對假說或模型進(jìn)行檢驗、修正和補充。一種模型最終能否被普遍接受，取決于它能否與以后的觀察和實驗結(jié)果相吻合，能否很好地解釋相關(guān)現(xiàn)象，科學(xué)就是這樣一步一步向前邁進(jìn)的。 2.提示：生物膜的流動鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對自然界的認(rèn)識永無止境，隨著實驗技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對膜的研究將更加細(xì)致入微，對膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動鑲嵌模型。 〖小結(jié)〗 師生共同小結(jié) 〖作業(yè)〗 《模塊》、《導(dǎo)學(xué)》同步訓(xùn)練 〖教學(xué)反思〗