生物膜的流动镶嵌模型 教材分析人教版必修1第4章共3节内容，第1节物质跨膜运输的实例，第2节生物膜的流动镶嵌模型，第3节物质跨膜运输的方式。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜，膜为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，膜结构又是解释物质跨膜运输的方式的基础。这3节内容的内在联系是：功能结构功能。由此可见，本节内容在第4章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。 教学目标【知识与能力目标】1、通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律；2、举例说明生物膜具有流动性特点；3、简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。【过程与方法目标】1、通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设；2、发挥空间想象力，通过制作模型，构建细胞膜的空间立体结构。【情感态度价值观目标】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开展的，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观；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，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证；3、正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。 教学重难点【教学重点】流动镶嵌模型的基本内容。【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。 课前准备 1、多媒体课件；2、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关的资料。 教学过程一、 创设情境导入新课（展示课件3）教师：同学们，通过对细胞结构的学习，我们想制作细胞的三维结构模型，在选择细胞膜的材料时我们遇到了难题，塑料袋、普通布和弹力布，我们该选择哪种呢？学生：细胞膜是选择透过性膜，有些物质能通过，有些物质不能通过，所以塑料袋不合适。普通布没有弹性，而我们在质壁分离与复原实验中我们发现生物膜是有弹性的，所以我们选择弹力布。教师组织学生用手指触摸卵黄膜，亲身感受细胞膜的存在和弹性。教师：细胞膜究竟有什么样的结构决定了它能具有选择透过性，能有弹性呢？二、 新课教学1、 对生物膜结构的探索历程（展示课件4）多媒体展示材料一（展示课件5）资料一：时间: 19世纪末 人物：欧文顿(E.Overton）实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡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。教师:如果你是欧文顿看到这样的现象能帮助我们提炼出什么样的结论呢?学生:细胞膜的成分中有脂质成分。教师：同学们得出的结论正好与欧文顿的结论一样。那么，你们的这个结论是根据现象的推理还是通过对膜成分的提取和鉴定？学生：是从生理功能上入手，通过推理分析得出的。教师：那么在通过推理得出结论后还需要对膜的成分进行提取分离和鉴定呢？学生：有必要。只有通过鉴定才更准确。教师：那么为什么欧文顿一开始不对膜的成分进行鉴定呢？学生：当时的技术条件不能实现。教师：确实如此。由此可见技术对于科学研究的重要性。直到20世纪初，科学家才能从哺乳动物成熟的红细胞中将膜分离出来。多媒体展示材料二（展示课件5、6）资料二:20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。教师：你能推测出什么结论？学生：说明细胞膜的成分除有脂质还有蛋白质。教师：到此科学家已经知道了生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，那么这些分子是如何排列形成特定结构的生物膜的呢？多媒体展示材料三（展示课件8）资料三：1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。教师：你能推测出什么结论？学生：脂质分子在细胞膜中是排列成两排的。多媒体展示材料四（展示课件9）教师：细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢？又是如何排列的呢？细胞膜中含量最丰富的是磷脂，磷脂分子的结构有亲水的头部和疏水性的尾部。亲水性的头部疏水性的尾部教师：那么其中的蛋白质分子是如何分布的呢？20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边覆盖着蛋白质。直到20世纪50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。多媒体展示材料五（展示课件10）资料五1959年，J.D.Robertsen根据电镜下观察到的细胞膜暗亮暗的三层结构，大胆提出生物膜的模型：所有生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，并且生物膜为静态的统一结构。教师：这样的模型特征与我们学过的生物学知识有矛盾的地方吗？组织小组讨论，得出结论。学生：细胞的膨胀和皱缩，植物细胞的植壁分离与复原，变形虫的运动，分泌蛋白的形成和分泌，白细胞吞噬病菌等都说明细胞膜不是静态的。（展示课件11）多媒体展示材料六（展示课件12）冰冻蚀刻(冰冻断裂)。标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。多媒体展示材料七（展示课件13）资料七：1970年L.D.Frye和H.Edidin的人鼠细胞融合实验。教师：该实验表明什么？（展示课件14）学生：这个实验说明组成生物膜的蛋白质是可以运动的。教师：根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据？（展示课件14）学生：白细胞吞噬细菌的过程；变形虫的伪足运动现象；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩；植物细胞的质壁分离等。2、流动镶嵌模型的基本内容（展示课件15、16）指导学生根据流动镶嵌模型的基本内容来完善生物膜的结构图。教师小结：、膜的基本支架磷脂双分子层。（磷脂分子是可以运动的，具有流动性。）、蛋白质分子有的镶在、有的嵌入、有的横跨在磷脂双分子层。（体现膜结构内外的流动性和不对称性）、膜的功能特性：选择透过性、膜的结构特点：膜结构的不对称性和不均匀性（将膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白，并且指出蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的）膜结构的流动性（认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成）教师提问：在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?（展示课件17）建模的基本方法;根据现象和已有知识提出假说或模型，用观察和实验对假说或模型进行检验、修正和补充，实践检验。 教学反思略。