42細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型學(xué)案(編輯修改稿)
2024-11-10 00:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 索歷程!（二）探究新知對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程教師引導(dǎo)：我想讓大家穿過時(shí)空隧道，回到一百多年前，假想一下：如果你是當(dāng)時(shí)的一位科學(xué)家，你會(huì)怎樣去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)？（提示學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生明白限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，明白當(dāng)時(shí)科學(xué)家是從生理功能入手來探究的，通過實(shí)驗(yàn)觀察，做出合理的推測）學(xué)生：可以從現(xiàn)象入手，去進(jìn)行推測。教師補(bǔ)充：這就是生物學(xué)研究上常用的一種科學(xué)方法——假說法。這也是我們今天探究生物膜的結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要的方法，下面，就讓我們沿著科學(xué)家的足跡，和科學(xué)家一起來研究這個(gè)問題。問題1：探究細(xì)胞膜的組成成分是什么？材料①展示：歐文頓的實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)的圖片實(shí)驗(yàn)：用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過上萬次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。動(dòng)畫展示 :歐文頓的實(shí)驗(yàn)原理 ~~~~~~~~~(形象直觀,)師生互動(dòng)質(zhì)疑①：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，你能提出什么假說？學(xué)生：提出假說：膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。質(zhì)疑②：在得出結(jié)論后，還有沒有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？學(xué)生：有必要，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題。質(zhì)疑③：那為什么一開始不直接對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？學(xué)生：當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)。質(zhì)疑④：這說明什么問題呢？學(xué)生：這說明技術(shù)對科學(xué)研究的重要作用。教師總結(jié)：直至20世紀(jì)初，科學(xué)家才能第一次將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析表明，膜的主要成分的確是磷脂和蛋白質(zhì)。從而以實(shí)驗(yàn)說明了歐文頓的假說是成立的。也就是說假說是在實(shí)驗(yàn)與觀察的基礎(chǔ)上提出來的，同時(shí)又需要更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來證明。問題（2）：探究這些物質(zhì)是如何組成膜的？資料②展示：1917年歐文朗繆爾將提取的膜質(zhì)鋪展在水盤的水面上，發(fā)現(xiàn)脂在水面上形成一薄層，單脂層親水的頭朝向水面，疏水的尾背離水面。于是他提出：磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，結(jié)構(gòu)既有疏水基團(tuán)（尾部），又有親水基團(tuán)（頭部）。因?yàn)榱字肿拥摹邦^部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。這樣磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層。（圖示磷脂分子的結(jié)構(gòu)）學(xué)生活動(dòng)：畫出下面兩種情況下磷脂的分布情況：①在空氣水界面上②完全浸沒在水中學(xué)生展示：小組代表上黑板演示材料③展示：戈特 和格倫德對血影的研究實(shí)驗(yàn)：兩位科學(xué)分離純化了紅細(xì)胞，從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類，按Langmuir的方法進(jìn)行展層，并比較展層后的脂單層的面積和根據(jù)體積所推算的總面積，發(fā)現(xiàn)提取的脂鋪展后所測的面積同實(shí)際測量的紅細(xì)胞的表面積之比為（～）∶1，約為兩倍。師生互動(dòng)教師質(zhì)疑①：假如你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，當(dāng)你做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)單分子的磷脂分子正好是紅細(xì)胞的兩倍時(shí)，大膽地展開你的想象力，你能做出什么假說？學(xué)生：細(xì)胞膜中的磷脂是兩層的。教師質(zhì)疑②：那這兩層磷脂分子在細(xì)胞中又是怎樣排布的呢？再分小組討論、畫出磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布。學(xué)生：分組討論，并提出細(xì)胞膜應(yīng)兩面都處于水環(huán)境中，所以討論得到正確的排布方式。問題（3）：那蛋白質(zhì)和磷脂的位置關(guān)系又是如何的呢？材料④展示：羅伯特森的單位膜模型實(shí)驗(yàn)：用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—明—暗三層結(jié)構(gòu)， nm， nm的雙層脂質(zhì)分子和內(nèi)外表面各為厚約2 nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。問題（4）：有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)不是靜態(tài)的呢？教師放映變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、白細(xì)胞吞噬病原體、細(xì)胞分裂的動(dòng)畫，讓學(xué)生從感性上認(rèn)識膜不是剛性結(jié)構(gòu)。材料⑤展示：熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同熒光抗體標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜種細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。學(xué)生提出假說：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。教師：很好，在繼承前人的結(jié)論基礎(chǔ)上，結(jié)合新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，又有科學(xué)家提出一些關(guān)于生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型。其中1972年桑格（）和尼克森（）提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。教師：那流動(dòng)鑲嵌模型的具體內(nèi)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(cè)，疏水性的尾部相對朝向內(nèi)側(cè)。（2）蛋白質(zhì)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(gè)磷脂雙分子層。這里體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性。（3）在細(xì)胞膜的外側(cè)，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)構(gòu)合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細(xì)胞識別、細(xì)胞間的信息交流有密切聯(lián)系。（4）磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。大多數(shù)的蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動(dòng)的，也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。課堂小結(jié)我們這節(jié)課就到這里，一方面我們重溫了科學(xué)家探索細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷程，這是一個(gè)在繼承中不斷驗(yàn)證、修正和完善發(fā)展的過程，這段科學(xué)史給予我們很多有用的啟示，使我們加深了對科學(xué)過程和方法的理解。另一方面我們也重點(diǎn)學(xué)習(xí)了生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說中，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍接受認(rèn)同的，能較好地解釋人們對細(xì)胞膜功能的認(rèn)識，理解和掌握流動(dòng)鑲嵌模型的基本要點(diǎn)，這對于更好的理解下一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。布置作業(yè)板書設(shè)計(jì)第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一．生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 二．流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 2磷脂分子層是膜的基本支架 教學(xué)反思本節(jié)課對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程的相關(guān)科學(xué)史內(nèi)容進(jìn)行了學(xué)習(xí)，通過六個(gè)材料的展示，層層遞進(jìn)，讓學(xué)生討論分析，總結(jié)歸納，最終獲得新知識。但是學(xué)生在小組討論時(shí)，稍顯混亂，有個(gè)別學(xué)生沒有充分參與討論。第三篇：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教案高一生物必修1 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能①舉例說明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)。②簡述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2．過程與方法通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，學(xué)習(xí)做出假設(shè)。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀①生物膜結(jié)構(gòu)的研究是立足于生物膜所具有的功能特
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