【正文】 布置作業(yè)在引入時(shí)，我們問(wèn)到大家還能想出什么更好的制作細(xì)胞膜的材料，你們可以調(diào)動(dòng)已有的生活經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合今天所講的生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型，利用生活上找得到的廢棄物做一個(gè)細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。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。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明___________，其原因是___________。（4）1970年，科學(xué)家用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與鼠和人細(xì)胞膜上的一種抗原相結(jié)合，使它們分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。（3）1925年 Corter Grendel用丙酮提取細(xì)胞膜的脂，并將它在空氣—水界面上展開(kāi)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍。［評(píng)價(jià)反饋］精選練習(xí)（1）變形蟲(chóng)的任何部位能伸出偽足，人體的某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理活動(dòng)的完成說(shuō)明細(xì)胞膜具有下列哪一特點(diǎn) （2）1985年 Overton在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時(shí)，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。（4）磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)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(lèi)結(jié)構(gòu)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（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。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。學(xué)生：科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程不是一帆風(fēng)順的，往往是在繼承的基礎(chǔ)上不斷驗(yàn)證、修正和完善發(fā)展的。學(xué)生：科學(xué)研究依賴(lài)于技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)進(jìn)步了，可以得到更多新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。生物膜中存在不同種類(lèi)的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)在生物膜中的不同分布情況，恰能較好地解釋不同結(jié)構(gòu)的生物膜具有不同的生理功能。一些學(xué)者使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用紅外光譜等技術(shù)證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。還有，不同膜的厚度也不完全一樣。例如，不同生物膜的功能是有差異的。沒(méi)有這些技術(shù)的支持，人類(lèi)的認(rèn)識(shí)便不能發(fā)展。（2）縱觀整個(gè)人們對(duì)建立生物膜模型的探索過(guò)程，你能談?wù)剬?shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用？學(xué)生：在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。所以后來(lái)不斷提出一些新的模型，如Wallach于1975年提出晶格鑲嵌模型；Jain和White于1977年提出板塊鑲嵌模型等，迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達(dá)幾十種之多，生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是趨向一致的。人類(lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無(wú)止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)膜的研究將更加細(xì)致入微，對(duì)膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動(dòng)鑲嵌模型。（1）生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的看法。好，學(xué)到這里，縱觀整個(gè)人們對(duì)建立生物膜模型的探索過(guò)程，我們有些話(huà)題想讓大家思考討論。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。展示材料⑤：熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1970年人物：Larry Frye等實(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。但是他將生物膜描述為靜態(tài)的剛性的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)很快又被新的技術(shù)手段下的實(shí)驗(yàn)所否定。單位膜模型的主要不足在于：把生物膜的結(jié)構(gòu)描述成靜止的、不變的，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。提出假說(shuō)：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過(guò)靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)，稱(chēng)之為單位膜。學(xué)生：分組討論，共可有六種排布方式，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。教師：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(kāi)你的想象力，你能做出什么假說(shuō)？學(xué)生：細(xì)胞膜中的磷脂是兩層的。這樣磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開(kāi)為一層。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）。問(wèn)題（2）：探究這些物質(zhì)是如何組成膜的？出示資料②：1917年歐文從而以實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了歐文頓的假說(shuō)是成立的。教師：這說(shuō)明什么問(wèn)題呢？學(xué)生：這說(shuō)明技術(shù)對(duì)科學(xué)研究的重要作用。教師：在得出結(jié)論之后，還有沒(méi)有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？學(xué)生：有必要，通過(guò)鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問(wèn)題。問(wèn)題（1）：探究細(xì)胞膜的組成成分是什么？展示材料①：歐文頓的實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)的圖片時(shí)間：19世紀(jì)末 1895年人物：歐文頓（）實(shí)驗(yàn)：用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過(guò)上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)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(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。教師：這就是生物學(xué)研究上常用的一種科學(xué)方法——假說(shuō)法。我想讓大家穿過(guò)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)他們明白限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，還不能親眼看到生物膜，無(wú)法想像它的結(jié)構(gòu)是什么樣的，通過(guò)什么辦法進(jìn)行第一步的探究呢？引導(dǎo)學(xué)生看教材后明白當(dāng)時(shí)科學(xué)家是從生理功能入手來(lái)探究的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，科學(xué)家才有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?，提出膜是由脂質(zhì)組成這一假說(shuō)，提示學(xué)生作出科學(xué)探究過(guò)程中作出假設(shè)后的步驟是什么（通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)），從而進(jìn)入下面的學(xué)習(xí)。（二）師生互動(dòng)對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程教師：人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)是有一個(gè)過(guò)程的，科學(xué)家當(dāng)年正是懷著對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象產(chǎn)生的疑問(wèn)，開(kāi)始了對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的孜孜以求地探索，歷經(jīng)了一百多年時(shí)間，走過(guò)了一條曲折的道路，直到現(xiàn)在仍有許多科學(xué)家在繼續(xù)深入研究。教師：實(shí)際上，彈力布也并不能完全代替生物膜。學(xué)生：塑料袋只能滿(mǎn)足作為系統(tǒng)邊界的要求，普通布能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的邊界和讓一部分物質(zhì)透過(guò)這兩項(xiàng)功能的要求，只有彈力布能夠滿(mǎn)足前面提到的三項(xiàng)功能的要求。學(xué)生：細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出，讓一部分物質(zhì)通過(guò)，其他物質(zhì)不能通過(guò)。教學(xué)難點(diǎn)對(duì)科學(xué)探究過(guò)程的分析，如何體現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一；生物膜的空間立體結(jié)構(gòu)；生物膜的流動(dòng)性特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)科學(xué)家對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。過(guò)程與方法①分析科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過(guò)程，嘗試提出問(wèn)題，大膽作出假設(shè) ；②發(fā)揮空間想象能力，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。通過(guò)幻燈片放映各個(gè)科學(xué)家研究的圖片、動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)了這些內(nèi)容的立體感、豐富了教學(xué)內(nèi)容、使學(xué)生在樂(lè)趣中學(xué)、在輕松中學(xué)。本節(jié)課中，教師自制了磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的模型，讓學(xué)生根據(jù)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象自己來(lái)構(gòu)建磷脂分子的排列方式、蛋白質(zhì)與磷脂的組合方式，這樣讓學(xué)生不但形象、直觀的了解了模型構(gòu)建的過(guò)程、也讓他們置身其中、探索奧妙并體驗(yàn)了成功的喜悅。老師備課過(guò)程要細(xì)致策劃如何有效地引導(dǎo)學(xué)生分析不同時(shí)期不同科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)及假說(shuō)，評(píng)價(jià)他們的貢獻(xiàn)；要能通過(guò)一連串的環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思維，要讓學(xué)生感到身臨其境，仿佛自己就是那個(gè)科學(xué)家在思考研究；最后讓學(xué)生從中總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。當(dāng)然，細(xì)胞膜不可能是由彈力布構(gòu)成的。教材中“問(wèn)題探討”欄目列出了三種材料：塑料袋、普通布和彈力布，其中塑料袋只能滿(mǎn)足作為系統(tǒng)邊界的要求，普通布能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的邊界和讓一部分物質(zhì)透過(guò)這兩項(xiàng)功能的要求，只有彈力布能夠滿(mǎn)足上述三項(xiàng)功能的要求。本節(jié)課可以從這個(gè)問(wèn)題入手，讓學(xué)生從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度分析，用什么材料做細(xì)胞膜，能更好地體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能。設(shè)計(jì)思路 調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)情分析 學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞、知道了組成細(xì)胞的分子、掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，尤其是細(xì)胞膜作為最基本生命系統(tǒng)的邊界等相關(guān)知識(shí)，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。②.細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 本節(jié)主要包括了兩大部分內(nèi)容：①.科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。第五篇：《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》教學(xué)設(shè)計(jì)《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容和地位 “生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”一節(jié)是人教版《必修1分子與細(xì)胞》第四章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》之第二節(jié)，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”所反映的生物膜對(duì)物質(zhì)的進(jìn)出控制具有選擇性等知識(shí)有一定的聯(lián)系，并對(duì)第三節(jié)學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健弊髁酥R(shí)準(zhǔn)備。這樣通過(guò)科學(xué)探索史的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自我啟示，加深對(duì)科學(xué)過(guò)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。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。糖被與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間的信息交流有密切聯(lián)系。這里體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱(chēng)性。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(duì)朝向內(nèi)側(cè)。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作構(gòu)建細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型。分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)，設(shè)問(wèn)：“蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)”的靜態(tài)模型是否有缺陷，應(yīng)如何修正？科學(xué)史料中尋找支持實(shí)驗(yàn)：①1970年，F(xiàn)rye和Edidin的人――鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，整合后的細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。設(shè)問(wèn)1：的代表什么物質(zhì)呢？亮的代表什么物質(zhì)呢？設(shè)問(wèn)2：蛋白質(zhì)分子位于磷脂雙分子層的什么位置？蛋白質(zhì)是怎樣排布在磷脂雙分子層上的呢？（蛋白質(zhì)覆蓋在磷脂分子的兩側(cè)）講述羅伯特森的“蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)”靜態(tài)模型的特點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生提出新問(wèn)題。設(shè)問(wèn)2：磷脂分子如果鋪在水面上應(yīng)該是什么樣的？探究脂質(zhì)分子的排列方式，討論，板書(shū)。（細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成）引導(dǎo)學(xué)生提出新問(wèn)題：細(xì)胞膜中的磷脂分子如何排列的呢？呈現(xiàn)科學(xué)史料：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家對(duì)血影的研究，他們用丙酮抽提細(xì)胞膜中的脂類(lèi)物質(zhì)在水面鋪成單分子層，聚攏后測(cè)得的總面積是紅細(xì)胞表面積的2倍。發(fā)現(xiàn)：凡是可溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易穿過(guò)細(xì)胞膜。沒(méi)有你，我會(huì)是何等模樣！教師：鳥(niǎo)兒會(huì)飛是因?yàn)橛谐岚?，魚(yú)兒會(huì)游是因?yàn)橛辛骶€型的身體和鰭，是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)決定功能，要知道細(xì)胞膜為什么有這些功能就需要了解它的結(jié)構(gòu)。是誰(shuí)隔開(kāi)了原始海洋的動(dòng)蕩 是誰(shuí)，奏鳴了生命的交響。