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福建教师招考网整理推荐:《生物膜的流动镶嵌模型》

发布时间: 2017-10-25 11:11:30

修改时间: 2017-10-25 11:11:30

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生物膜的流动镶嵌模型是人民教育出版社出版的高中生物必修一《分子与细胞》第四章——细胞的能量供应与利用第二节的内容,本节较多篇幅的介绍对生物膜结构的探索历程。今天福建教师招考网小编对此整理了一篇教案,具体内容如下:

一、教材分析

本节内容主要包括探索生物膜结构历程和生物膜的流动镶嵌模型。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“物质跨膜运输的方式”作了知识准备,对整个章节的知识起到承上启下的作用。同时与第2章中“化合物”和第3章中“细胞膜”、“生物膜系统”等内容又有一定联系。与初中教材浅显的细胞内容相比,本节相对比较抽象。

二、学情分析

学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构,尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识,为本节知识的学习奠定了基础。  

高中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。

三、教学目标

(一)知识与技能目标

1.知道生物膜流动镶嵌模型的基本内容;

2.理解科学家探索生物膜结构的科学史,阐述科学发展的一般规律;

3.尝试利用废旧物制作生物膜模型;

4.举例说明生物膜具有流动性的结构特点。

(二)过程与方法目标

1.分析解读科学家探索生物膜的科学史,尝试提出问题,作出假设;

2.通过观察、讨论、推测和画图,体验科学探究建构生物膜模型的过程。

(三)情感态度与价值观目标

1.生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上展开的,树立生物结构与功能相适应的生物学观点;

2.正确认识科学价值观,理解假说的提出要有实验和观察的依据,需要严谨的推理和大胆想象能力,并通过实验进一步验证;

3.认识到技术的发展在科学研究中的作用,体验科学研究的方法,科学研究中传承、发展及艰辛的历程。

四、教学重难点

1.重点:对生物膜结构的探索历程;生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容;

2.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;

五、教学法

归纳探究法、自主合作学习法。

六、教学过程

教师:细胞膜很薄,我们看不见摸不着,那么,我们应如何研究细胞膜的结构呢? 

学生:?  

教师:细胞膜在结构和功能上是紧密联系的,而且细胞膜对物质进出细胞是有选择性的。为什么细胞膜能够控制物质的进出呢?它与细胞膜的结构有联系吗?细胞膜的组成成分有哪些?结构如何?又有什么特殊的结构特点呢? 让我们一起坐上时光飞船去寻找当年科学家的探索足迹。

关于细胞膜的组成成分

(一)欧文顿实验 

19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的: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。    

教师:如果你是欧文顿你会得出什么结论?

学生:膜是由脂质组成的。

(二) 其他科学家的实验(学生阅读) 

20世纪初,科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,然后用蛋白酶处理。发现细胞膜被破坏。(提示:已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解) 

教师提问:从中你可以得出什么结论呢? 学生:细胞膜中含有蛋白质。  

关于细胞膜的结构 

(一) 磷脂分子的结构与特性 教师首先利用图示引导学生了解磷脂分子的结构与特性。图示(略)磷脂分子的结构 

教师提问:如果将磷脂分子放于水中结果会怎样?它的头部和尾部的位置如何? 

教师引导:生物膜的内外环境有无水?其上二) 其他科学家的实验(学生阅读) 

20世纪初,科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,然后用蛋白酶处理。发现细胞膜被破坏。(提示:已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解) 

教师提问:从中你可以得出什么结论呢? 学生:细胞膜中含有蛋白质。  

(二) 荷兰科学家实验 (学生阅读) 1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气-水面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。 

教师:细胞膜中的脂质是怎样排列的呢? 

学生:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。 

教师:两层脂质分子(主要是磷脂)应头对头,还是尾对尾,还是头对尾呢?图示(略)。 

学生讨论:结论是尾对尾。  教师质疑:前面我们清楚了,构成膜的除了脂质,还有蛋白质。那么蛋白质又会在细胞膜的什么位置呢?  

(三)罗伯特森实验(教师介绍) 1959年,罗伯特森在电子显微镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构,他结合其他科学家的工作,大胆提出生物膜的模型:所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,生物膜是静态的统一结构。(罗伯特森的生物膜模型展示) 

教师:假如真像罗伯特森所提出的蛋白质是均匀分布在膜两侧,且是静态膜结构,那么这能解释细胞膜复杂的功能吗?能解释变形虫的运动、白细胞吞噬病毒吗? 

学生:不能。 教师:随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究,科学家又进行了更深入的研究。科学家发现当细胞膜断裂后其断裂面并不是均匀的。经研究得知,蛋白质在膜中是不对称分布的,可以平铺在脂质表面,还有镶嵌、横跨在脂质双分子层中。  

关于细胞膜的结构特点 

人鼠细胞融合实验(学生阅读) 

1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验。 

教师提问:这个实验说明了细胞膜有何特点? 

学生:细胞膜不是静止的,而是具有一定的流动性。 

教师:根据分析的实验,说说如果你是科学家,你会怎样描述生物膜? (学生发言,教师给予一定的引导) 教师:随着科技的不断进步,后来又有一些科学家做了相关的研究与观察,提出了一些

关于生物膜的分子结构模型。其中,1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G..Nicolson)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 

流动镶嵌模型内容:

(一)磷脂双分子层构成膜的基本支架。(其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部朝向内侧) 

(二)蛋白质分子有的平铺在磷脂双分子层

表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。(体现了膜结构内外的不对称性) 

(三)磷脂分子是可以运动的,具有一定的流动性。(其分子的运动有多种形式) (四)大多数的蛋白质分子也是可以运动的。(也体现了膜的流动性) 

(五)细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,叫做糖被。(糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系)

七、课堂小结

我们这节课就到这里,一方面我们重温了科学家探索细胞膜结构的历程,使我们加深了对科学过程和方法的理解。另一方面我们也学习了生物膜的流动镶嵌模型的基本内容,这对于我们学习下一节物质跨膜运输的方式有很重要的帮助。

以上就是福建教师招考网小编整理的全部内容,希望对大家有所帮助!

 

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