高中高一生物教案：生物膜的流动镶嵌模型

一、 教学目标
知识与技能
简述生物膜的结构
过程与方法
以细胞膜分子结构的探究历程为主线，动脑分析实验现象得出实验结论并构建模型，体验科学的实验思想和实验方法。尝试提出问题做出假设。
情感态度方面
探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用;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
二．教材分析
本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了两个思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。此外，还应重点理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型，学会运用该模型解释相应的生理现象。
三．学情分析
高中学生具备了一定的观察和认知能力，但是对问题探索的动力主要来自对相关问题的好奇与有趣水平，目的性不十分明确。所以教师的思维导向就显得十分重要。 本节课利用科学史实验资料，设计学生要探究的问题。让学生在问题引导下进行基于资料和问题的课堂探究活动。问题的设计层层深入.按照学生的思维水平和能力达到一定深度,使学生顺利由感性认识向理性认识过渡。
四、教学重难点：
重点：生物膜的流动镶嵌模型
难点：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、教学过程
教学内容
1、引入新课
2.讲述膜的磷脂排布
3.演示电镜照片
4.演示实验过程
5.引导构建模型

6.总结内容
教师活动
介绍19世纪末，欧文顿的实验，“细胞膜对不同物质的通透性不一样，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。” 并提出问题：“细胞膜的`组成成分
中有什么物质？你作出推论的依据是什么”引导学生分析回答。
“磷脂是一种由甘油 、脂肪酸和磷酸所组成的分子，头部是亲水的，尾部是疏水的。并逐步提出问题：磷脂分子在水表面（空气-水界面）上将怎样排布？磷脂分子在水中"呈球状"又是怎样排布的呢？ 引导学生讨论分析哪一种最可能是生物膜的磷脂分子的排布方式。
1925年荷兰科学家用有机溶剂提取了人类红细胞细胞膜的脂类成分，“将其铺展在水面”，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。这是为什么？让学生分析，得到答案。
“若将资料中的红细胞改为口腔上皮细胞进行实验，测得单分子层的面积仍然恰为口腔上皮细胞表面积的2倍吗 ？若将资料中的人红细胞改为鸡或去壁的原核细胞，进行实验，结果又将怎样呢？为什么？
投影了罗伯特森电镜下的发现及其提出的假说(见教材),然后启发:根据不同生物之间的差异,以及结构与功能相适应的观点,你能对这一模型提出质疑吗?
随后的一些实验技术显示了双层膜脂中存在蛋白质颗粒。为此,是否验证了你刚才的质疑?真棒!你还能推想出膜中蛋白质分子还可能有哪种分布状态?能否将你所想的图示出来?
播放“荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验”课件,然后追问:这一实验显示了膜中的蛋白质分子处于一定的运动状态,那么,是不是所有的蛋白质分子都处于运动状态?脂质分子呢?据此,人们将膜的结构特点并没有概括为“运动性”,而是“流动性”,你能探知其中的缘由吗?能否举些实例证明膜具有流动性?设计意图:培养学生善于联想和周密思维的好习惯,激发深入探究,帮助理解“膜的流动性”。
桑格和尼克森通过对已有的模型进行修正,于1972年提出了流动镶嵌模型,这一模型为大多数人所接受。至此,同学们也能想象出这一模型的“相貌”了,先自主想象一下,再掀起它的神秘面纱。


总结归纳，随堂练习。

学生活动

探究膜的主要成分
体验实验过程

思考实验结果

观看动画

体验发现过程

自主构建模型

六、板书设计
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
一、探究历程
1、现象：脂溶性物质易进入细胞膜
结论：成分是脂质、蛋白质
2、现象：单分子层面积是膜面积的2倍 结论：磷脂双分子层
3、现象：暗亮暗结构
结论：三层结构，静态统一
4、现象：杂交细胞膜蛋白流动
结论：膜上分子有流动性
二．流动镶嵌模型（图）