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2019-2020年人教版高中生物必修1 第4章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型 教案 一、教學目標 1.知識目標 a. 舉例說明生物膜具有流動性特點。 b. 簡述流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 c. 通過分析科學家建立生物膜模型的過程，簡述科學發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。 2.能力目標 a.通過分析科學家建立生物膜模型的過程，學習做出假設。 b.發(fā)揮空間想象力，通過制作模型，構(gòu)建細胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。 3.情感目標 a.正確認識實驗技術(shù)手段的進步在促進科學的發(fā)展中的作用。 b. 樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應的辯證唯物主義自然觀。 二、教學重點 生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 三、教學難點 對科學探究過程的分析，建立生物膜模型的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點。 四 教學流程 教學流程 教師活動 學生活動 設計意圖 環(huán)節(jié)一：課程導入 以教材問題探討導入：分別用三種材料做細胞膜：塑料袋、普通布和彈力布，讓學生思考：用結(jié)構(gòu)跟功能相適應的觀點分析，用哪種材料做細胞膜更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？ 思考、討論、回答。 導入對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 1.對生物膜成分的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì) （1）歐文頓實驗 19世紀末，歐文頓用500多種 化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行上萬次實驗發(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)更容易通過細胞膜。 根據(jù)相似相溶原理，提出假設：膜是由脂質(zhì)組成的 （2）對歐文頓假設的驗證 20世紀初，科學家第一次將膜從哺乳動物紅細胞提取出來。 化學分析表明，膜的主要成分是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 得出結(jié)論：細胞膜中還含有蛋白質(zhì) 2.對生物膜結(jié)構(gòu)的探索——磷脂雙分子層 （1）荷蘭科學家的實驗 1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮從紅細胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的兩倍。 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) 讓學生畫出磷脂分子在空氣-水界面的排列 3.對生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式 細胞冰凍蝕刻實驗 科學家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細胞膜結(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稱的；蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中 4.新技術(shù)帶來新模型（一） （1）動畫展示人-鼠細胞融合實驗（熒光標記實驗) 結(jié)論：細胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動性 1972年桑格和尼克森提出了流動鑲嵌模型 【典型例題】 在人類對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，羅伯特森提出的三層結(jié)構(gòu)模型與流動鑲嵌模型的相同點是(　　) A. 兩種模型都認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. 兩種模型都認為磷脂雙分子層是構(gòu)成膜的基本支架 D. 兩種模型都認為組成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動 【答案】A 二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 1.細胞膜的結(jié)構(gòu)模型——流動鑲嵌模型 (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，有的貫穿于整個磷脂雙分子層；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的。 (3)細胞膜表面的糖類可以和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，其分布特點是糖蛋白只分布在細胞膜的外側(cè)。 2.糖蛋白與細胞間的信息交流 (1)圖1體現(xiàn)了通過體液運輸實現(xiàn)細胞間的間接交流，圖2體現(xiàn)了細胞與細胞間的直接交流。圖3體現(xiàn)了通過細胞通道傳遞信息。 (2)細胞識別的物質(zhì)基礎是：細胞膜上的糖蛋白(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通過細胞的方式相同 D. ②是運動的，但①是靜止的，所以細胞膜具有流動性 【答案】D 三、生物膜的結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性 ⑴原因：膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子是可以運動的。 ⑵表現(xiàn)：變形蟲的變形運動、細胞融合、胞吞、胞吐及載體對相應物質(zhì)的轉(zhuǎn)運等。 ⑶影響因素：主要受溫度影響，適當溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強，但溫度高出一定范圍，則導致膜的破壞。 ⑷實例：①質(zhì)壁分離和復原實驗；②變形蟲捕食和運動時偽足的形成；③白細胞吞噬細菌；④胞吞與胞吐；⑤受精時細胞的融合過程；⑥動物細胞分裂時細胞膜的縊裂過程；⑦細胞雜交時的細胞融合（如人鼠細胞融合）。 【拓展】細胞膜的結(jié)構(gòu)特點與功能特性的不同點 (1)結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，溫度對此特點的影響是在一定范圍內(nèi)，溫度越高，細胞膜的流動性越大。 (2)功能特性是具有選擇透過性，影響此特性的內(nèi)因是細胞膜上載體的種類和數(shù)量。 (3)二者存在的關系是：流動性是選擇透過性的基礎，膜只有具有流動性，才能表現(xiàn)出選擇透過性。 【典型例題】 細胞自噬機制是將細胞內(nèi)受損、衰老的蛋白質(zhì)、大分子復合體或細胞器運輸?shù)饺苊阁w內(nèi)并降解的過程，自噬機制還能清除入侵微生物和有毒蛋白聚集體，如圖所示為細胞自噬的三種方式。下列相關敘述錯誤的是（ ） 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程體現(xiàn)了膜的選擇透過性 C. 細胞內(nèi)養(yǎng)分不足時可能會導致細胞的自噬作用增強 D. 可推測細胞自噬機制很可能參與機體的免疫反應等生理過程 【答案】B 閱讀、觀察、分析、討論、回答。 傾聽、呼應。 回憶、討論、回答。 演練、回 傾聽、呼應。 分析、討論 通過分析科學家建立生物膜模型的過程，簡述科學發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。 簡述流動鑲嵌模型的基本內(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： 一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 1.細胞膜的成分 歐文頓的實驗：細胞膜含有脂質(zhì) 其他科學家的實驗：細胞膜含有蛋白質(zhì) 2.細胞膜的結(jié)構(gòu) 荷蘭科學家的實驗：細胞膜中的脂質(zhì)（磷脂）分子排列為 連續(xù)的雙分子層； 羅伯特森的實驗：生物膜為三層統(tǒng)一的靜態(tài)結(jié)構(gòu)； 熒光標記實驗：細胞膜具有一定的流動性； 二.流動鑲嵌模型的基本內(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 結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性； 功能特性：具有選擇透過性。 呼應。 回顧歸納本節(jié)主干知識。