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視頻標簽：生物膜的流動鑲嵌模型
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版《必修1分子與細胞》第四章第二節《生物膜的流動鑲嵌模型》江西省優課
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人教版《必修1分子與細胞》第四章第二節《生物膜的流動鑲嵌模型》江西省優課
第二節 生物膜的流動鑲嵌模型教學設計
【教材分析】
人教版必修1第4章共3節內容，第1節《物質跨膜運輸的實例》，第2節《生物膜的流動鑲嵌模型》，第3節《物質跨膜運輸的方式》。第1節主要說明細胞膜是選擇透過性膜，膜為什么具有選擇透過性？這與膜結構有關，膜結構又是解釋物質跨膜運輸的方式的基礎。這3節內容的內在聯系是：功能—結構—功能。由此可見，本節內容在第4章中起著承上啟下的作用，有助于幫助學生建立結構與功能相適應的觀點。
本節主要包括兩大部分內容：1、科學家對細胞膜結構的探索歷程。利用科學史教育素材，通過引導學生分析科學家們的實驗和結論，宛如親歷科學家探索的歷程，使學生切身感受科學的魅力，加深對科學過程和方法的理解，明白科學發現是長期的過程；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說并非一成不變，需要不斷修正、發展和完善；科學發展與技術有很大的關系，技術的進步可以更好地促進科學的發展。2、生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。在眾多對細胞膜結構的假說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍認同的，能較好地解釋人們對細胞膜功能的認識，學生必須展開想象力，通過制作模型等，構建細胞膜的空間立體結構，理解和掌握生物膜的流動鑲嵌模型的基本要點。 【教學目標】
1．知識與技能
①通過分析科學家建立生物膜模型的過程，闡述科學發現的一般規律。 ②舉例說明生物膜具有流動性特點。 ③簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。 2．過程與方法
①通過分析科學家建立生物膜模型的過程，學習做出假設。 ②發揮空間想象力，通過制作模型，構建細胞膜的空間立體結構。 3．情感態度與價值觀
①生物膜結構的研究是立足于生物膜所具有的功能特點上開展的，樹立生物結構與功能相適應的辯證唯物主義自然觀。
②正確認識科學價值觀，理解假說的提出要有實驗和觀察的依據，需要有嚴謹的推理和大膽的想象，并通過實驗進一步驗證。
③正確認識實驗技術手段的進步在促進科學的發展中的作用。 【教學重點】流動鑲嵌模型的基本內容。
【教學難點】探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。 【教學方法】談話法、探究法 【教具準備】多媒體課件
【課時安排】1課時 【教學過程】
一、創設情境，興趣導入
現在大家看到是高等動植細胞亞顯微結構圖，在細胞中許多結構都有膜，如細胞膜，核膜、細胞器膜等這些膜統稱為生物膜。在一上節我們學習了生物膜控制物質進出細胞是有選擇性的，必然讓我們去想生物膜有什么樣的結構與其復雜功能相應呢？我們這節課一起來探討生物膜的結構。 二、對生物膜結構的探索歷程 1、探究細胞膜的組成成分
呈現科學史料：1895年，E.Overton選用500多種化學物質對植物細胞膜的通透性進行上萬次的研究。發現：凡是可溶于脂質的物質，比不溶于脂質的物質更容易穿過細胞膜。
探究：依據E.Overton所觀察到的實驗現象，你們能得出什么結論？ 學生分析得出結論，體驗推理過程。（細胞膜主要由脂質和蛋白質組成） 引導學生提出新問題：細胞膜中的磷脂分子如何排列的呢？ 2、膜磷脂分子排布的探索 先認識磷脂分子
構建活動1：構建磷脂分子在水—空氣界面上的分布情況。
教師問：請你說說這樣構建的理由？
學生：親水基與水接觸，疏水基向空氣。很好，其它同學構建有沒有不同的排布模型。
磷脂分子在細脃膜上是怎樣排布的呢？
呈現科學史料：1925年，兩位荷蘭科學家對血影的研究，他們用丙酮抽提細胞膜中的脂類物質在水面鋪成單分子層，聚攏后測得的總面積是紅細胞表面積的2倍。 設問1：依據所觀察到的實驗現象，你們能得出什么結論？
認真思考得出結論：細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層。 構建活動2：思考細胞所處的環境，構建細胞膜中磷脂分子的排布模型。 請幾組同學代表來展示交流下構建的成果，說說這樣構建的理由？
細胞膜中磷脂分子的排布方式解決了，另一種主要成分蛋白質位于細胞膜上的什么位置呢？
3. 蛋白質位置的探索 引導學生提出新問題 。
呈現科學史料：電鏡下的細胞膜呈現了暗亮暗三層結構。 設問1：的代表什么物質呢？亮的代表什么物質呢？ 設問2：蛋白質分子位于磷脂雙分子層的什么位置？
蛋白質是怎樣排布在磷脂雙分子層上的呢？（蛋白質覆蓋在磷脂分子的兩側）
講述羅伯特森的“蛋白質－脂質－蛋白質”靜態模型的特點。
設問：該結構模型是否與細胞膜的相關生理相適應？ 從現實生活中尋找證據，觀看錄像：變形蟲的變形運動。
分析相關實驗，設問：“蛋白質－脂質－蛋白質”的靜態模型是否有缺陷，應如何修正？
科學史料中尋找支持實驗：①1970年，Frye和Edidin的人――鼠細胞融合實驗，整合后的細胞一半發紅色熒光，另一半發綠色熒光。將細胞放在37度培養40分鐘后，兩種顏色均勻分布在融合后的細胞膜表面。
現在我們稍作停息，看到黑板整理一下一百多年來科學家過程及從探索膜成分，得出主要由脂質，蛋白質組成，到推論出磷脂分子在膜上排列為連綜的兩層，蛋白質位置有鑲、嵌入、貫穿。在此基礎上，我們開展一個活動，你就是當時的科學家，在以上科學家實上提出一個什么樣的生物膜模型呢？把它構建出來。 構建活動3:根據已經知道的科學事實，嘗試提出一個生物膜結構的模型。
引導學生通過小組合作構建細胞膜的結構模型。 三、生物膜的流動鑲嵌模型
教師：那流動鑲嵌模型的具體內容是如何的呢？
（1）磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側，疏水性的尾部相對朝向內側。
（2）蛋白質分子有的鑲嵌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，有的橫跨整個磷脂雙分子層。這里體現了膜結構內外的不對稱性。 （3）在細胞膜的外側，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結構合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有密切聯系。
（4）磷脂分子是可以運動的，具有流動性。大多數的蛋白質也是可以運動的，也體現了膜的流動性。 【課堂小結】
高度概括為:模型構建重實驗，成分排布先探索；
支架磷脂雙分子，鑲嵌貫穿蛋白質； 靜動結構要驗證，流動特點要牢記。
【回顧反思】
“對生物膜結構的探索歷程”這部分內容可以聯系第一章之第二節，關于“細胞學說的建立過程”，不僅要讓學生知道生物學的基本理論知識，還要讓學生明白科學探索是一個在繼承中不斷驗證、修正和完善發展的過程，其道路是曲折的，更要讓學生尊重科學，用發展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀。這樣通過科學探索史的學習，讓學生自我啟示，加深對科學過程和方法的理解。 “流動鑲嵌模型的基本內容”的闡述一定要清晰，有條理，便于對這部分知識的理解掌握，同時也為更好的理解下一節“物質跨膜運輸的方式”提供了知識基礎。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
