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4.2生物膜的流动镶嵌模型
学习目标：1
知识目标：简述细胞膜的结构2
能力目标：
运用演绎推理的方法从实验现象推理结论3
情感态度价值观目标：（1）认同技术推动科学发展，树立结构与功能相适应的基本观点（2）培养分工合作精神，关注科学最新发展
教学重难点：1
教学重点：（1）引导学生从试验现象演绎推理出结论，并逐步构建细胞膜结构模型（2）流动镶嵌模型的基本内容2
教学难点：
（1）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
（2）演绎推理，逐步构建细胞膜结构模型
教
学
过
程
教学方法与教具
Ⅰ导入：（5分钟左右）（1）活动一：从真核细胞模型制作大赛的学生作品中挑选比较优秀的，让设计团队派代表来介绍他们的模型，教师就其科学性与美观性进行点评。（2）选用保鲜膜来制作细胞膜合适吗？（不要求回答）群问：合不合适要从功能入手，细胞膜有哪些功能？
答：将细胞与外界环境分割开，控制物质的进出，进行细胞间信息交流群问：为什么细胞膜会有如此强大的功能呢，功能由什么决定？
答：结构细胞膜具有什么样的结构呢？（不要求回答）（3）引入课题：沿着科学家的足迹来构建细胞膜结构模型Ⅱ
引导与探究（30分钟左右）（1）膜成分探索
【1】简要描述1895年欧文顿试验，群问：从这样的试验现象当中，你们能够总结出什么样的结论呢？
答：膜有脂质组成
群问：你们是根据什么原理得出这样的结论的呢？
答：相似相溶
教师简要描述相似相溶的原理
板书：1895
膜由脂质组成
【2】科学家往细胞膜中加入蛋白酶，结果发现膜被破坏了。
群问：什么是蛋白酶？
专一性水解蛋白质的酶
群问：这样的试验结果说明了什么？
细胞膜的成分还含有蛋白质
（2）科学探索的一般过程
由于技术原因往往是先通过现象推理得出假说，在经试验验证和完善，最终成为理论。
（3）膜结构的探索
【1】简要描述1925年荷兰科学家的试验，群问：从这样的试验结果当中可以总结出什么试验结论？
答：细胞膜当中的脂质分子排列为连续的两层
板书：1925
脂质双分子层
活动二：①小组合作讨论，用磷脂模型模拟磷脂分子在空气-水界面上的单分子层排布情况，展示小组派代表说明原因
②进一步推测磷脂双分子层当中，磷脂是如何排布的？小组合作讨论，用磷脂模型模拟磷脂双分子层的结构，展示小组派说明原因
教师总结并强调：磷脂双分子层是立体的结构
【2】罗伯特森的“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构模型
20世纪40年代科学家推测蛋白质分布于磷脂双分子层两侧，但
是缺乏有力的证据。引入电子显微镜，介绍人眼分辨率（0.2mm）光学显微镜（0.2 m）电子显微镜(0.2nm)细胞膜厚度(不同的膜厚度不一，一般7nm左右)教师介绍的电子显微镜成像原理，学生判断三层结构是什么。教师引入罗伯特森三层结构模型板书：1959
三层结构模型描述蛋白排列与分布情况，学生推测这样的细胞膜具有什么样的性质（举例：学生排队拥挤则不易运动）细胞膜是静态刚性，不易运动的活动三：小组合作讨论罗伯特森的三层结构模型是否合理，如果不合理举例说明，请二至三个小组派代表发言播放变形虫运动以及白细胞变形穿过血管壁的视频，说明三层结构模型存在缺陷【3】冰冻蚀刻技术
简要介绍原理，学生得出蛋白质与磷脂分子是镶嵌关系，说明罗伯特森对细胞膜结构的描述确实存在缺陷【4】人鼠细胞融合试验
简要描述试验原理，让学生推测，如果罗伯特森的假说是成立的会有什么样的试验结果？答：无明显变化
描述实际试验结果，群问：直接证明了什么？
答：蛋白质具有流动性
问：磷脂分子具有流动性吗？
单问：你是根据什么推测磷脂分子具有流动性的？（可举例提示：墙上的钉子与砖之间是镶嵌关系，砖静止不懂，因而钉子也不易运动）
答：从冰冻蚀刻技术中看到蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中，如果磷脂分子都是静止不动的，蛋白质也不易发生运动，因此推测磷脂分子也具有流动性
【5】光脱色恢复技术
描述试验原理与步骤，让学生推测，如果我们的假说是成立的，也就是磷脂分子具有流动性，试验结果会是怎样？（可举例提示：咖啡加牛奶，混匀后的变化）
答：脱色区恢复荧光，整个细胞的总体荧光水平下降
此试验证明了磷脂分子具有流动性
结合人鼠细胞融合试验和光脱色恢复试验就有力证明了细胞膜是具有流动性的
板书：1970
细胞膜具有流动性
播放磷脂分子和蛋白质运动的flash动画
（4）流动镶嵌模型
描述流动镶嵌模型基本内容
板书：1972
流动镶嵌模型
单问：为什么说大多数蛋白可以运动？什么样的蛋白容易运动，什么样的蛋白不易运动？
答：镶在磷脂双分子层表面的蛋白容易发生运动，嵌入到磷脂双分子层中的蛋白相对不易运动，横跨整个磷脂双分子层的蛋白质最不容易运动，甚至是不能运动的。
简要描述糖分子，问：为什么糖分子主要分布于细胞膜外侧？
答：糖分子与脂质结合形成糖脂，与蛋白结合形成糖蛋白，它们与细胞识别有关，因此主要分布于细胞膜外侧。
问：这体现了生物学的什么基本观点？
答：结构与功能是相适应的。III
总结（5分钟左右）
活动四：小组进行讨论，分析细胞膜结构模型的建立与完善的过程，你从中得到了什么启示？请二至三个小组派代表发言。
教师总结并介绍罗德里克·麦金农和彼得·阿格雷两位科学家，引出科学探索是无止境的。
方法：活动法教具：模型制作大赛中学生自己制作的模型方法：演绎推理方法：活动法教具：磷脂模型、白板
记号笔方法：讲述法方法：活动法教具：变形虫运动视频
白细胞变形穿过
血管壁视频方法：讲述法方法：演绎推理
谈话法方法：演绎推理
讲述法教具：磷脂分子和蛋
白质运动flash
动画方法：谈话法方法：活动法
板书设计：
第4章
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
膜由脂质组成
脂质双分子层
三层结构模型
细胞膜具流动性
1972
流动镶嵌模型

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