生物膜的流动镶嵌模型
[教学目标]
一、知识与技能
1. 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
2. 举例说明生物膜具有的流动性特点
3. 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律
二、过程与方法
1. 分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设
2. 发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构
三、情感态度与价值观
1. 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点
2. 认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观
[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
[教学方法] 情境教学、启发式教学法、合作探究、模型构建等。
[教学时数] 45分钟
[教学过程]
教学内容和时间
教师行为
预设学生行为
教学意图
（一）导入新知
（10min）
（二）
新授内容
（27min）
曾经，我们用水彩画过美丽的花朵；
用彩纸折过翱翔的飞机；
用沙子堆过雄伟的城堡；
……
现在，我们用橡皮泥、塑料、纸等制作出了精巧的细胞模型……
展示学生的作品。
在模型制作过程中有同学遇到这样的问题：1.选什么材料做细胞膜呢？
2.生物膜的结构到底是怎样的呢？
这就是我们今天要学习的内容
【板书】生物膜的流动镶嵌模型
一.对生物膜的探索历程
1．对生物膜组分的探索
人们对生物膜的认识经历了一个曲折漫长的过程，现在让我们一起穿越时空隧道、回到100多年前，跟随着科学家一同去探索生物膜的奥秘。
【展示】时空隧道的有关动画。并向学生介绍1855年奈利的实验
直到19世纪末，欧文顿才开始对膜成分进行研究。
【展示】欧文顿实验并介绍相似相溶原理。
提问：1.利用相似相溶原理，结合欧文顿的实验现象，能够得出什么结论呢？
2.通过推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？
【展示】20世纪初，科学家的实验
观看细胞模型制作大赛的成果展示并思考
观看动画
观看实验现象，分析讨论，回答问题。
从学生活动入手容易产生共鸣，激发学生探究意愿，从而导出课题
让学生宛如亲历科学家探索的历程，感受科学探究的魅力。
培养学生通过实验观察分析能力，同时体会科学探索的严密性。
2．对生物膜分子排列的探索
组成膜的这些分子具有什么特点，他们又是怎样形成膜的呢？我们首先来认识一下磷脂分子。
介绍1917年朗姆瓦的实验结论，并对磷脂分子结构及模型进行介绍。
如果把这样的磷脂分子放在盛水的烧杯中，在空气——水界面上的排布情况将是怎样的呢？
活动一：请学生根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气——水界面上分布的模型。
请学生在黑板上进行模型构建。引导学生对模型进行评价。
磷脂分子在细胞膜中的排布情况是怎样的呢？我们首先来了解一下人体组织细胞生活的环境。
【展示】人体组织细胞生活的环境图片。
活动二：请学生根据人体组织细胞生活的环境，尝试构建磷脂分子在细胞膜中的分布模型。
请学生代表在黑板上进行模型构建。
制作完成后，选择与黑板上模型不同的小组到讲台上展示，并请该小组成员对不同的模型进行解释。
提问：1.根据大家构建的模型，可以得出什么结论呢？
2.应如何设计实验来证明我们的假设，选什么细胞作为实验材料呢？
【展示】1925年荷兰科学家的实验
除了脂质，蛋白质也是细胞膜的重要成分，蛋白质位于脂双层中的什么位置呢？
介绍蛋白质模型进行。
观察磷脂分子的结构图片及模型。
以小组为单位合作完成模型构建，并对模型进行解释。
看图思考问题。
小组合作完成模型构建。
相互评价,交流发言。
小组讨论，设计实验方案并向全班汇报。
培养学生的合作能力和动手操作能力。
结合所学内容，联系已学知识，更易构建知识框架。
发挥学生的主体作用，锻炼学生的逻辑推理能力。
培养学生动手设计实验的能力，活跃课堂氛围。
请学生将蛋白质模型添加到刚才已做好的脂双层中。
活动三：让学生根据已有的知识，尝试构建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排布模型。
请学生代表在黑板上进行模型构建。
这些分布情况是否都存在呢？下面我们一起来看看科学家的探究过程吧！20世纪40年代，曾有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。直到50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。
【展示】1959年罗伯特森的实验。
提问：结合电镜成像原理，从罗伯特森的实验现象中，可以得出什么结论呢？
介绍罗伯特森的结论。
蛋白质在生物膜中到底是怎样分布的呢？一种新的电子显微技术——冰冻蚀刻电子显微法解决了这一难题。
【展示】冰冻蚀刻电子显微镜下的细胞膜示意图。
请学生结合该实验现象对刚才所构建的模型进行修正。
提问：蛋白质在生物膜中的分布有哪几种情况呢？
证明大家刚才所推测的蛋白质的分布情况都是真实存在的，从而对罗伯特森的假说进行了修正。让学生自己所构建的模型进行再次修正。
提问：罗伯特森的假说还有什么不足？他认为膜是静止不动的，你认同这一观点吗？请举例说明。
【展示】变形虫运动的动态图画
观看图片，小组讨论交流，对模型进行完善。
让学生了解技术进步对科学研究的推动作用。
让学生领悟模型构建的一般方法。
利用图解，引导学生通过观察、讨论，归纳获得知识。
（三）
拓展与小结
（8min）
随着新技术不断运用于生物膜的研究，人们可以直观观察到膜中组分的运动情况。
【展示】1970年的人鼠细胞融合实验
提问：从实验现象可得出什么结论呢？
相关的其他实验证据表明细胞膜中的磷脂分子也是可以运动的。从而进一步可以得出什么结论？
二．流动镶嵌模型的基本内容
1972年桑格和尼克森在继承创新中提出了新的模型。
【展示】桑格和尼克森的图片、流动镶嵌模型的动画及示意图。
提问：流动镶嵌模型的基本内容是什么？
让学生将所做的模型与生物膜的结构模型进行比较，找出不同之处。
让学生在模型上加上多糖。并请小组愿意展示制作的模型？引导学生进行评价。
结合板书及黑板模型总结生物膜结构的探究历程：组成成分 分子排布 结构特点
提问：1.分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示？
2.生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？
介绍生物膜的其他结构模型及与生物膜研究有关的诺贝尔奖获奖情况。
观看图片、动画，结合课本思考问题，并讨论。
积极思考，交流发言。
将抽象的知识形象化，使学生更容易理解流动镶嵌模型的有关内容。
培养学生归纳总结能力。
鼓励大家都能像今天这节课一样拥有一颗想要探知未来的心，去发现生命中更多的奥秘。
【展示】生物兴趣小组同学制作的立体的细胞膜模型。
提问：1.制作细胞膜模型有没有更好的设计方法和更合适的实验材料？请你课后尝试一下。
2.请查阅相关资料，展开想象的翅膀，试写一篇小文章,介绍生物膜的研究成果，展望其应用前景。
观看模型，积极思考，寻找解决问题的方案和途径。
培养学生创新精神和动手能力，借助网络等手段使学生了解生命研究前沿的工作，激发学生兴趣，培养相关情感。
[板书设计]
第三节 生物膜的流动镶嵌模型
磷脂
一 生物膜的成分 蛋白质
糖类（少）
二 生物膜的结构
磷脂双分子层
1 镶嵌
蛋白质
贯穿
2 结构特点：流动性
二、生物膜的流动镶嵌模型的内容：
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