第四章 细胞的物质输入和输出第2节 细胞膜的流动镶嵌模型

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1、第四章细胞的物质输入和输出第2节生物膜的流动镶嵌模型教学案例设计思路：任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换，细胞作为最基本的生命系统，在进行各种活动时，也要与外界环境不断地进行物质交换，细胞膜是物质交换的直接参与者，它有选择地允许或阻止一些物质通过细胞膜。细胞膜为什么能够控制物质的进出？这与生物膜的结构有什么关系？科学家是怎样发现细胞膜并建立细胞膜模型的？通过这些问题引导学生进入本节课的学习，让学生始终处于积极的思维过程中。由于学生在学习第1节的内容时已经对植物细胞的吸水和失水的过程进行了探究，了解了科学探究的一般方法，因此在本节生物膜的流动镶嵌模型的探究过

2、程中可以运用上一节所学的科学探究的方法来探究本节的内容。本节课在呈现科学家研究细胞膜结构和成分的几个代表性实验时，设计了一连串的问题，引导学生通过这些实验现象，推测出细胞膜的基本组成和结构，使学生切身感受科学的魅力，始终保持高昂的兴趣，自然而然地接受细胞膜的流动镶嵌模型理论，从中体验科学研究的逻辑性和严密性，并加深对科学过程和方法的理解。本节课的重点是细胞的流动镶嵌模型的建立，用多媒体课件动画演示人——鼠细胞杂交实验，再演示变形虫运动的画面，表现细胞膜的流动性，使学生更直观地理解细胞膜上分子的相对运动。教学目标知识目标1．简述生物膜的结构2．举例说明生物膜具有流动性特点。3

3、．通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律。能力目标1．通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。2．通过生物膜模型建立过程的一系列实验过程，培养学生根据实验现象进行分析推理的能力情感态度与价值观目标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．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用教学方法结合多媒体课件的实验探究教学法教学重难点教学重点1．科学家对生物膜结构的探索历程。2．生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。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过程教师活动学生活动设计意图创设

4、问题情境：通过上节课的实验，我们了解到生物膜具有选择透过性。生物膜为什么具有选择透过性？这与我们了解的生物体的哪一种物质有关？回忆生命活动的体现者是哪一种物质？蛋白质是生命活动的体现者联系学生学过的知识提出问题使学生更容易构建其知识框架补充介绍：1855年瑞典科学家奈利的实验：①色素分子进入受损伤的植物细胞的速度比进入完整细胞的速度要快得多；②在显微镜下用微细的探针刺向细胞时，能看到细胞表面出现褶皱，同时还感到阻力，一旦针刺破细胞进入到细胞内部，阻力就随之消失。这说明什么问题？细胞表面有一层膜引导学生进入科学研究的情境，使学生体会发现的乐趣，激发学生对生物学科的兴趣介绍19

5、世纪末，欧文顿(Overton)的实验：细胞膜对不同物质的通透性不一样，溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。说明细胞膜的组成成分中有什么物质？你作出推论的依据是什么？根据化学上物质的“相似相溶”原理，说明细胞膜的组成成分中有脂质培养学生通过实验观察提出问题、作出假设的科学探究能力问题①：最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和鉴定？问题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？20世纪初，在欧文顿(Overton)的实验进行的20年后，科学家们第一次从哺乳动物的红细胞中将细胞膜分离出

6、来进行化学分析发现：膜的主要成分是磷脂和蛋白质。①通过推理分析得出的②有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。使学生体会到科学研究的严密性脂质(磷脂)和蛋白质是怎样形成膜的呢？补充介绍，1917年，朗姆瓦(Langmuirwa)将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后磷脂分子分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且其磷酸基团的极性头部都浸入水中。这说明什么？学生回答后，总结：磷脂分子头部的磷酸基是亲水性的极性基团，而尾部的脂肪酸则是疏水性的非极性基团。说明磷脂分子是有极性的，其头部全部浸入水中说明头部是和水相吸引的，而其尾部都暴露在空气中，说明

7、尾部和水是不易亲和的。联系化学知识，让学生体会各学科的之间交叉、渗透1925年，两位荷兰科学家高特(Gorter)和格伦德(Grendel)设法把哺乳动物红细胞中提取的脂质在空气——水界面上铺展成单分子层。结果发现磷脂排成单分子层后的面积恰好为红细胞表面积的2倍。由此可推导出脂质在细胞膜中的排列有什么特点？细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层让学生体验科学发现的探索过程，在自主探索中主动获取知识，构建自己的知识大厦大家可能注意到了，前面的实验都是用红细胞作为实验材料的，为什么科学家选用哺乳动物的红细胞作实验材料？哺乳