生物膜流动镶嵌模型
（何一西北工业大学附中710072）
【教材版本】
本节是人民教育出版社出版的高中生物必修一《分子与细胞》第4章--细胞的能量供应与利用第二节的内容。
【设计理念】
本节课采用“提供资料→提出问题（要求）→做出假设（构建模型）→提供实验验证”的教学模式，通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计，体现学生“自主、探究、合作”的学习方式，感受科学家探索的历程和探索过程的艰辛。
【教材分析】
1.知识结构分析
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本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。
2.知识发生发展过程分析
本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了两个思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着实验技术的改进，不断发现新的实验证据，原有的观点还会不断受到质疑、修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。
3.知识学习意义分析
加深学生对科学的历史和本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构和功能相适应的观点。实验技术的进步推动科学的进步等观点对于学生的情感态度与价值观领域的发展有重要价值。
4.教学建议与学法指导说明
本节内容以细胞膜分子结构的探究历程为主线，学生动脑分析实验现象得出实验结论并构建模型为重点，让学生从中体验科学的实验思想和实验方法。使学生认识到在建立生物膜模型的进程中，实验技术的进步所起的作用；理解在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。
【学情分析】
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1.原有认知发展分析
高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科
学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。
2.原有知识结构分析
学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。
3.非认知因素分析
本节通过回顾生物膜发展的历史，教学中要抓住主线，有效地引导学生思考、分析科学家所做的实验及假说，通过环环相扣的问题启发、引导学生，使其感到身临其境，仿佛自己就是科学家在思考在研究，最后自然而然地得出规律，并归纳总结出生物膜的流动镶嵌模型建构的基本方法。此外，还应重点理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型，学会运用模型解释相应的生生物学现象。
【教学目标】
1.知识与技能
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①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。理解生物膜的结构特点是具有一定的流动
性（包括膜脂的流动性和膜蛋白的运动性），这种流动性对于活细胞的生命活动，
有着十分重要的意义；
②举例说明生物膜具有的流动性的特点；
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。
2.过程与方法
①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题、做出假设，理解假说的提
出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一
步验证和完善；
②发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。
③理解实验技术的进步所起的作用。
3.情感、态度与价值观
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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培养学生严谨的推理和大胆想象能力；
③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。
【重点难点】
1.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。
2.教学难点
:
①对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；
②生物膜的空间立体结构；
③生物膜的流动性特点。
【教学环境】
1.生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件
2.自制磷脂分子、蛋白质分子模型
【教学方法】
归纳探究法，自主、合作学习。
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【教学思路】
1.调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。
学生在第2章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。关于这个问题，学生已有的知识是：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；细胞膜能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉学生，细胞能够在一定范围内涨大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。教材中“问题探讨”栏目列出了三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，其中塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足上述三项功能的要求。通过这个问题的讨论，学生就会认识到建立细胞膜的结构模型，必须从结构与功能相适应的观点出发来思考。当然，细胞膜不可能是由弹力布构成的。细胞膜到底具有怎样的结构，才能使它具有上述功能呢
2.本节课在教学设计上主要突出科学史的教育，科学史的教学是在新教材中特别强调和突出的，在旧教材中涉及不多，要教好不容易。老师备课过程要细致策划如何有效地引导学生分析不同时期不同科学家的实验及假说，评价他们的贡献；要能通过一连串的环环相扣的问题来引导学生思维，要让学生感到身临其境，仿佛自己就是那个科学家在思考研究；最后让学生从中总结出科学发现的一般规律。
3.生物膜结构模型的构建是本节要突破的一个难点问题。本节课中，教师自制了磷脂分子和蛋白质分子的模型，让学生根据科学家的实验现象自己来构建磷脂分子的排列方式、蛋白质与磷脂的组合方式，这样让学生不但形象、直观的了解了模型构建的过程、也让他们置身其中、探索奥妙并体验了成功的喜悦。
4.细胞膜的流动镶嵌模型这个难点的讲解可通过多媒体课件来突破，有顺序和层次地介绍。通过幻灯片放映各个科学家研究的图片、动画，增强了这些内容的立体感、丰富了教学内容、使学生在乐趣中学、在轻松中学。
【教学过程】
环节1
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教师：同学们，在前面我们制作真核细胞的三维结构模型中，遇到过用什么材料做细胞膜的问题，现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，你选用哪种材料呢为什么学生：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界。
学生：细胞膜是选择透过性膜，能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过。
学生：植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们，细胞能够在一定范围内胀大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。
学生：塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。
教师：大家进行选择的依据是利用了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学思想呢学生：生物体结构和功能相适应的思想。
教师：实际上，弹力布也并不能完全代替生物膜。要找到更好的材料，我们还需要对细胞膜的结构有更深的认识。
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设计意图：通过简单的实验选材设问，创设情景，引入新课。
环节2
教师：人们对事物的认识是有一个过程的，科学家当年正是怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始了对生物膜结构的孜孜以求地探索，历经了一百多年时间，走过了一条曲折的道路，直到现在仍有许多科学家在继续深入研究。让我们一起重温一下这段历史，会让大家对科学过程和本质的理解有所启发。我想让大家穿过时空隧道，回到一百多年前，假想一下：如果你是当时的一位科学家，你会怎样去研究细胞膜的结构（提示学生，引导他们明白限于当时的技术条件，还不能亲眼看到生物膜，无法想像它的结构是什么样的，通过什么办法进行第一步的探究呢引导学生看教材后明白当时科学家是从生理功能入手来探究的，通过实验观察，科学家才有严谨的推理，提出膜是由脂质组成这一假说，提示学生作出科学探究过程中作出假设后的步骤是什么（通过实验来验证假设），从而进入下面的学习。
学生：可以从现象入手，去进行推测。
教师：这就是生物学研究上常用的一种科学方法——假说法。这也是我们今天探究生物膜的结构的一个重要的方法，下面，就让我们沿着科学家的足迹，和科学家一起来研究这个问题。
问题（1）：探究细胞膜的组成成分是什么
展示材料①：欧文顿的实验及其相关的图片
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时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E. Overton）
实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
教师：根据实验，你能提出什么假说
学生：提出假说：膜是由脂质构成的。
教师：在得出结论之后，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢
学生：有必要，通过鉴定能更准确地说明问题。
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教师：那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢
学生：当时的技术不能实现。
教师：这说明什么问题呢
学生：这说明技术对科学研究的重要作用。
教师：直至20世纪初，科学家才能第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分的确是磷脂和蛋白质。从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的，同时又需要更进一步的实验来证明。
问题（2）：探究这些物质是如何组成膜的
出示资料②：1917年欧文·朗缪尔将提取的膜质铺展在水盘的水面上，发现脂在水面上形成一薄层，单脂层亲水的头朝向水面，疏水的尾背离水面。于是他提出：磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，结构既有疏水基团（尾部），又有亲水基团（头部）。因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。
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教师：大家分组讨论，利用手中的磷脂分子模型摆出下面两种情况下磷脂的分布情况①在空气-水界面上②完全浸没在水中
学生：小组代表上黑板演示
展示材料③：戈特和格伦德对血影的研究
时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：两位科学分离纯化了红细胞，从一定数量的红细胞中抽提脂类，按Langmuir的方法进行展层，并比较展层后的脂单层的面积和根据体积所推算的总面积，发现提取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为（～）∶1，约为两倍。
教师：假如你是当时的科学家，当你做实验时发现单分子的磷脂分子正好是红细胞的两倍时，大胆地展开你的想象力，你能做出什么假说
学生：细胞膜中的磷脂是两层的。
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教师：那这两层磷脂分子在细胞中又是怎样排布的呢再分小组讨论、利用你手中的模型摆出来吧。
学生：分组讨论，共可有六种排布方式，并提出细胞膜应两面都处于水环境中，所以讨论得到正确的排布方式。
问题（3）：那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢
展示材料④：罗伯特森的单位膜模型
时间：1959年
人物：J. D. Robertson罗伯特森
实验：用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗三层结构，厚约nm，它由厚约nm的双层脂质分子和内外表面各为厚约2 nm的蛋白质构成。
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提出假说：连续的脂质双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，通过静电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质—磷脂—蛋白质的三层结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。单位膜模型的主要不足在于：把生物膜的结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
单位膜结构模型继承了前人的有关结论，又成功地利用了先进的电子显微镜的观察结果作为证据。但是他将生物膜描述为静态的刚性的结构，这一点很快又被新的技术手段下的实验所否定。
问题（4）：有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢
教师放映变形虫的变形运动、白细胞吞噬病原体、细胞分裂的动画，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。展示材料⑤：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验
时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。
提出假说：细胞膜具有流动性。
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教师：很好，在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中1972年桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
设计意图：学习流动镶嵌模型的创立过程和内容。
环节2
教师：好，学到这里，纵观整个人们对建立生物膜模型的探索过程，我们有些话题想让大家思考讨论。生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢请说说你的看法。
学生：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。
的确，流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，但它无法完美地回答生物膜的所有功能。所以后来不断提出一些新的模型，如Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型；Jain和White
于1977年提出板块镶嵌模型等，迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多，生物膜的结构模型虽然有很多种，但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的。其要点和特点基本相同，主要包括膜的分子组成和结构特征。
教师：纵观整个人们对建立生物膜模型的探索过程，你能谈谈实验技术的进步起到怎样的作用
学生：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如血影的制取和化学成分的鉴定技术使人们认识膜的化学组成；电子显微镜的诞生使人们终于看到
了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。
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教师：分析生物膜模型的建立过程中，结构与功能相适应是如何得到体现的
学生：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模型。生物膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况，恰能较好地解释不同结构的生物膜具有不同的生理功能。
教师：分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示
学生：科学研究是要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地验证假说。
学生：科学研究依赖于技术的进步，技术进步了，可以得到更多新的实验数据。
学生：科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作。
学生：科学发现的过程不是一帆风顺的，往往是在继承的基础上不断验证、修正和完善发展的。
学生：科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断完善。
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教师：那流动镶嵌模型的具体内容是如何的呢
（1）磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。
（2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。这里体现了膜结构内外的不对称性。
（3）在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系。
（4）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。大多数的蛋白质也是可以运动的，也体现了膜的流动性。
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设计意图：按照“问题探讨”→体验“生物膜结构的探索历程”→阐述“流动镶嵌模型的基本内容”程序进行教学。
【教学评价】
自我评价测试卷
1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）
A 细胞膜具有一定流动性
B 细胞膜是选择透过性
C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
$
D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（）
A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
B细胞膜表面有糖蛋白
C细胞膜具有一定的流动性
D细胞膜具有选择透过性
3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）
A 保护作用
B 一定的流动性
C 主动运输
D 选择透过性
4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）
A 糖蛋白
B 磷脂
C 脂肪
D 核酸
5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（）
A 6
B 8
C 12
D 16
参考答案
1C 2B 3B 4A 5B
【布置作业】完成课后习题
生物膜的流动镶嵌模型 第2节生物膜的流动镶嵌模型 【考点解读】 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流动性特点 3、举例说出细胞膜是选择透过性膜 4、科学家对细胞膜结构的探索过程 【基础知识回顾】1生物膜静态模型的提出： ⑴19世纪末，欧尔顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于 的物质，更容易通过细胞膜进入细胞。于是，他提出：膜是由组成的。 ⑵20世纪初，科学家通过对红细胞膜成分进行化学分析表明：膜的主要成分是 和。192年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水面上铺展层单分子层，面积为红细胞表面积的倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为。 ⑶20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着。199年，罗伯特森在下看到了细胞膜清晰的三层结构，他结合其他学者的工作，提出生物膜的模型：所有的生物膜都由三层结构构成，中间的亮层是
分子，两边暗层是分子，他把生物膜描述为的统一结构。 2流动镶嵌模型的提出： ⑴20世纪60年代以后，很多科学家对罗伯特森的模型提出质疑：如果这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连、这样的现象都不好解释。 ⑵后科学家发现膜蛋白并不全是全部在脂质表面，有的蛋白质是 在脂质双分子层中的。 ⑶1970年，科学家用绿色荧光燃料标记鼠细胞表面的蛋白质分子，红色荧光燃料标记人细胞表面的蛋白质分子，研究细胞融合。此实验表明：细胞膜具有。 ⑷结合前人的研究成果，1972年桑格和尼克森提出了模型，并为大多数人所接受。 3生物膜流动镶嵌模型的基本内容：生物膜流动镶嵌模型认为，构成了膜的基本支架，这个支架不是的，是轻油般的流体，具有。蛋白质分子有的磷脂双分子层表面，有的部分或全部磷脂双分子层中，有的整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以的。 4在细胞膜的外表，有一层细胞膜上的与结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它有重要的功能。如：消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有作用；糖被与细胞表面的有密切关系。除糖蛋白外，细胞表面还有。 重难热点归纳 *生物膜的分子结构模型有多种，较为流行的如“流动镶嵌模型”
第四章细胞得物质输入与输出 第二节《生物膜得流动镶嵌模型》教学设计 一、教学分析 1、教材分析 本节以较多得篇幅介绍了对生物膜结构得探索历程,并安排了思考与讨论,让学生在认识细胞膜结构得同时,了解这些知识得来龙去脉,认识到可以通过对现象得推理分析提出假说,假说仍然需要观察与实验来验证。 随着技术手段得改进不断发现新得证据,原有得观点或理论还会不断得到修正与完善,并归纳总结出生物膜模型建构得基本方法。还应重点理解与掌握生物膜得流动镶嵌模型,学会运用该模型解释相应得生理现象、 2、学情分析 高一学生得特点就是具有较强得抽象思维能力、综合实践能力、一定得想象能力。同时她们对科学发展历史很感兴趣,引导学生据其因究其果,学生通过思考、查资料等,充分认识理解生物膜得结构与功能,归纳总结出生物膜模型建构得基本方法。通过画平面图把它表现
出来、这样,整合了学生得知识体系,丰富了知识内容,培养了学生思维表达、推理等各方面能力、 二、设计理念 以问题驱动学习,引导学生自主、探究、合作,体现以学生为主体得教学新理念,同时注重评价,激励学生得发展与提高、 三、教学目标 1、知识与技能 (1)简述细胞得生物膜系统得概念与功能; (2)简述细胞膜得结构。 2、过程与方法 (１)尝试从资料信息中中提出问题,作出假设,并进行评价; (2)学习科学探究得一般方法与步骤。 ３、情感态度与价值观 (１)探讨在建立生物膜模型得过程中,实验技术得进步所起得作用; (2)领悟科学探究得思想方法,培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践得科学态度与精神;
(3)学生在合作学习得过程中,学会与人交流、尊重她人; (4) 探讨建立生物膜模型得过程如何体现结构与功能相适应得观点。 【重点难点】 1、重点: 细胞膜得结构 ２、难点: 细胞膜流动镶嵌模型得构建、结构与功能得统一性。 四、设计思路 由于本节教学内容属于生物学史,对学习者而言很枯燥, 因此采用“直观教学”与“学生得研究性学习”相结合得教学模式。通过创设问题情境导入新课,以“细胞膜结构中磷脂分子与蛋白质分子得排布”为切入点,并通过问题、资料分析、板图及多媒体手段,引导学生发现问题及提出问题,构建模型,并不断修正评价,进而突破难点;以概念图得构建与动画演示,引导学习者更好得理解与构建流动镶嵌模型。 五、教学准备 多媒体课件、学案
《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计 1、内容和地位 1.1 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。所以，这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。 1.2本节主要包括了两大部分内容：①?科学家对细胞膜结构的探索历程。这是一个很好的科学史教育素材，通过引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，更重要的是让学生加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。②?细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，在头脑中构建细胞膜的空间结构，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。 2、学情分析 2.1学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。 2.2高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。 3、设计思路 3.1调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。
第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型 一、教材分析 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。所以，这节的内容安排很合理，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。 本节主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。在教学中，要充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，切身感受科学的魅力，保持强烈的探究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论。让学生在探究中学习科学探索的方法，从而渗透探索科学过程和方法的教育。 二、教学目标 1 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 2 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 3 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培养学生严谨的推理和大胆想象能力 ③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 三、教学重难点 1 教学重点 ①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 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生物膜的流动性特点； 四、教具准备 ①与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片 ②生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件
4.2 生物膜流动镶嵌模型 一 .教学目标 1.知识与技能 简述生物膜的结构 2.过程与方法 （1）通过设置问题，培养学生发散思维的能力 （2）通过教材实验的结果验证自己的猜测，体现科学家思维的快感 （3）通过当堂检测，让学生体验成功的快乐 3.情感态度与价值观 (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)认同矛盾是推动科学发展动力的观点 (3)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 二．教学重点 流动镶嵌模型的基本内容 三．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 四．教学方法 启发法、问答法、讲授法 五．课时安排 1课时 六．教具准备 多媒体课件 七．教学过程 【创设情境】 教师：我们看动物世界的时候，看到猎豹捕食斑马的过程心惊动魄。这是宏观世界的捕食现象，那么在微观世界中是否也存在捕食现象呢？下面我看一段变形虫与两个草履虫捕食的场景。播放变形虫捕食两个草履虫的视频。 学生：倾听与观看。 教师：变形虫和草履虫都是单细胞动物，变形虫是如何捕食草履虫的？如果变形虫的细胞膜是刚性的，变形虫能完成捕食行为吗？如果把细胞膜扩大到生物膜层次，那生物膜也应该是流动的，但这一结构模型的发现是很多科学家共同努力来实现的。好，今天我们就共同来学习生物膜的流动镶嵌模型。 学生：思考，回答。 [创设意图] 通过视频短片激起学生的兴奋点并积极参与，同时引出本节课要学习的主题。【对生物膜结构的探索历程】 教师：用多媒体展示： 资料1：欧文顿用500多种化学物质进行上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。 提出问题：根据资料1，结合化学中相似相容原理，请你猜测：细胞膜是由什么组成的?
第2节“生物膜的流动镶嵌模型”的教学设计 吴江市芦墟中学马育国牛军锐 1【设计思想】 1.1突出科学史的教育。科学史的教学是在新教材中特别强调和突出的，在旧教材中涉及不多，要教好不容易。备课过程老师要细致策划如何有效地引导学生分析不同时期不同科学家的实验及假说，评价他们的贡献；要能通过一连串的环环相扣的问题来引导学生思维，要让学生感到身临其境，仿佛自己就是那个科学家在思考研究；最后让学生从中总结出科学发现的一般规律。 1.2 生物膜结构模型的构建是本节要突破的一个难点问题。本节课中，利用蛋白质分子和磷脂分子的特点，让学生根据科学家的实验现象自己来构建磷脂分子的排列方式、蛋白质与磷脂的组合方式，这样让学生不但形象、直观的了解了模型构建的过程、也让他们置身其中、探索奥妙并体验了成功的喜悦。对于本节课的另一难点---细胞膜的流动性特点通过多媒体课件突破，通过幻灯片放映各个科学家研究的图片、动画，增强了这些内容的立体感、丰富了教学内容、使学生在乐趣中学、在轻松中学，学的有效。 2【教学三维目标】 1．知识与技能 1）简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容 2）举例说明生物膜具有流动性的特点。 3）尝试利用废旧物制作生物膜模型 4）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。 2．过程与方法 1）通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，做出假设。 2）发挥空间想象力，通过制作模型，尝试构建细胞膜的空间立体结构。 3．情感态度与价值观 1）生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点。 2）正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证 3）正确认识技术在科学研究中所起的作用 3.教学重点：①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 4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．生物膜的流动性特点 5.教具准备：1．与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及其实验图片资料 2．磷脂分子、蛋白质分子模型，生物膜流动镶嵌模型的多媒体课件 6.教学过程 6.1 教学导入过程，创设问题情景 创设问题：细胞膜是由哪些成份构成的？生物膜对物质进出为什么具有选择性呢？根据结构和功能相适应的特点，科学家又是怎样确定生物膜的呢？ 设计意图：通过设计的问题，使学生通过回忆已熟知的知识，激起探究新问题欲望----科学家是如何研究生物膜的。 6.2 互动探究过程，拨开知识迷雾 6.2.1 分析资料，进行科学探究和讨论交流，体验生物膜结构的探索历程
第四章细胞的物质输入和输出 第二节《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计 一、教学分析 1、教材分析 本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。 随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。还应重点理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型，学会运用该模型解释相应的生理现象。 2、学情分析 高一学生的特点是具有较强的抽象思维能力、综合实践能力、一定的想象能力。同时他们对科学发展历史很感兴趣，引导学生据其因究其果，学生通过思考、查资料等，充分认识理解生物膜的结构与功能，归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。通过画平面图把它表现出来。这样，整合了学生的知识体系，丰富了知识容，培养了学生思维表达、推理等各方面能力。
二、设计理念 以问题驱动学习,引导学生自主、探究、合作，体现以学生为主体的教学新理念，同时注重评价，激励学生的发展和提高。 三、教学目标 1、知识与技能 （1）简述细胞的生物膜系统的概念和功能; （2）简述细胞膜的结构。 2、过程与方法 (1)尝试从资料信息中中提出问题，作出假设，并进行评价； (2)学习科学探究的一般方法和步骤。 3、情感态度和价值观 （1）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; （2）领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、、创新以及勇于实践的科学态度和精神； (3)学生在合作学习的过程中，学会与人交流、尊重他人；
(4) 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。 【重点难点】 1、重点： 细胞膜的结构 2、难点： 细胞膜流动镶嵌模型的构建、结构与功能的统一性。 四、设计思路 由于本节教学容属于生物学史，对学习者而言很枯燥，因此采用“直观教学”和“学生的研究性学习”相结合的教学模式。通过创设问题情境导入新课，以“细胞膜结构中磷脂分子和蛋白质分子的排布”为切入点，并通过问题、资料分析、板图及多媒体手段，引导学生发现问题及提出问题，构建模型，并不断修正评价，进而突破难点；以概念图的构建和动画演示，引导学习者更好的理解和构建流动镶嵌模型。 五、教学准备 多媒体课件、学案 六、教学实施
教学准备 1. 教学目标 知识目标 ①通过分析科学家探索历程，建立科学发现的一般规律的基本生物学观点。 ②举例说明生物膜具有流动性特点。 ③简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。 能力目标 ①尝试提出问题，作出假设。 ②通过分析、作图、识图和讨论来完善自我的知识结构。 情感态度与价值观 ①树立正确的科学探索的思想，树立生物结构与功能相适应的正确的科学观点。 ②正确认识科学价值观，正确的科学理论需要大量科学实验一步一步来验证和完整。 ③正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。 2. 教学重点/难点 重点： 对生物膜结构的探索历程 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容 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 生物膜的流动性特点； 3. 教学用具 多媒体 4. 标签 生物,人教版,教案
教学过程 〖引入〗功能和结构相适应。 （一）、对生物膜结构的探索历程 我们知道一种物质或物体的结构，实际上是指其组成成分之间的组合形式，所以要弄清一种物质或物体的结构，首先要知道它的组成成分，那细胞膜的成分是什么呢？我们先来看一下19世纪末，欧文顿对此的研究： 资料一 时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的。 1、请你根据化学上的相似相溶定律看一下你能得到什么结论？ 2、欧文顿也提出了这样的假说，那么这一假说的提出是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 3、在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？ 4、为什么一开始不对生物膜直接进行提取、分离和鉴定呢？ 教师讲述1、从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。 的物质更容易通过细胞膜进入细胞。 3、有必要，通过鉴定能更准确地说明问题 4、对现象的推理分析是要进行鉴定，才能准确地说明问题。可是鉴于当时技术的限制，不能进行对结构物质的提取。 5．经科学家化学分析结果，细胞膜成分除了脂质外，还有蛋白质。那脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？
生物膜的流动镶嵌模型教学设计 方正一中王秋菊 【教材分析】 人教版必修1第4章共3节内容，第1节《物质跨膜运输的实例》，第2节《生物膜的流动镶嵌模型》，第3节《物质跨膜运输的方式》。第1节主要说明细胞膜是选择透过性膜，膜为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，膜结构又是解释物质跨膜运输的方式的基础。这3节内容的内在联系是：功能—结构—功能。由此可见，本节内容在第4章中起着承上启下的作用，有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。 本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。 【教学目标】 1．知识与技能 ①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。 ②举例说明生物膜具有流动性特点。 ③简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。 2．过程与方法 ①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。 ②发挥空间想象力，通过制作模型，构建细胞膜的空间立体结构。 3．情感态度与价值观 ①生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。 ②正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证。
《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计 教学目标： 1．简述生物膜的结构。 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。 3．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。 教学重点： ①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： 引入: 生物膜系统包括哪些膜？细胞膜是由哪些成份构成的？科学家是怎么样确定生物膜的？ 活动一：体验生物膜结构的探索历程 要求：分析资料，交流回答问题 [小标题一] 从细胞膜功能入手的科学探究 [资料1] 细胞膜的通透性实验 时间：19世纪末 1895年 科学家：欧文顿（E.Overton） 实验：物质对细胞膜的通透性 问题：①实验的现象是什么？ ②欧文顿提出了什么假说？ [资料2] 细胞膜提取分离和成分分析 时间：20世纪初 实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。
问题：细胞膜是由哪些化学成分构成的？ [小标题二] 单位膜模型的提出 [资料3] 两位荷兰科学家实验过程 时间：1925年 科学家：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：磷脂平铺在空气—水界面 问题：①实验的现象是什么？ ②实验结论是什么？ ③细胞膜中的脂质为什么会排列为 连续的两层呢？ [资料4] “三明治”结构模型 时间：1959年 科学家：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：罗伯特森电镜下观察到的细胞膜 问题：①实验的现象是什么？ ②罗伯特森提出了什么假说？ ③讨论“三明治”模型的局限性？ [小标题三] 新技术带来新模型 [资料5] 电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图 时间：20世纪60年代 实验: 科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒
第四章细胞的物质输入与输出 第二节生物膜的流动镶嵌模型 教学目标 1?简述生物膜的结构。 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。3?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。
探索历程在推理分■析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？ 教师讲述：对现象的推理分析是要进行鉴定，才能准确地说明问题。可 是鉴于当时技术的限制，不能进行对结构物质的提取。 ⑵20世纪初“荷兰科学家实验” 教师设问：对“荷兰科学家实验”一一实验得到什么现象？如果 你是科学家，展开大胆想象，你会推测出什么样的结论？展示“磷脂分子图” 教师讲述：先解释磷脂的结构组成，强调头部磷脂的亲水性和尾部脂肪酸的疏水性，解释细胞膜中的磷脂是双层的；然后说明科学技术的发展促进了科学探索的进程。 磷脂分子的特点：一个亲水性头部，两个疏水性尾部。（在水一空 气界面上如何分布，在水中如何分布） 思考与讨论1 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，。 3?提示：因为磷脂分子的头部”亲水，所以在水一空气界面上磷脂分子是头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质 必然排列为连续的两层这一结论。来源学科网］ 教师引述：知道了膜中脂质的结构，那么蛋白质又处于如何的位置呢？有人推测出脂质两边覆盖蛋白质的理论。 ⑶20世纪40年代“罗伯特森电镜实验” 教师设问：对“罗伯特森电镜实验” 一一实验得到什么现象？让 你来推测，你会推出什么样的结论？ 图片展示电镜下细胞膜的结构。 教师讲述：借助于电镜，罗伯特森观察到了细胞膜的结构，并推出静态结构。“三明治”结构模型有什么不足？ 课件展示：细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质 壁分裂与复原现象。 教师设问：罗伯特森细胞膜静态结构能说明这些生命现象吗？ 教师讲述：20世纪60年代,有人对此静态观点提出异议。并随着科学技术的发展，对蛋白质的位置也提出了准确的说法，指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面，有的镶嵌在脂质双分子层中。［来源一 ⑷20世纪70年代“荧光染料标记实验” 教师设问：对“荧光染料标记实验”——观察得到怎样的动态现 象？推出什么结论？说明了什么？学生交流、讨论： 学生讨论、交流、 ［来源:https://www.doczj.com/doc/b67626997.html,］ 学生交流、讨论：（略） 学生回答 学生交流、讨论：（略）
自主学习与要点讲解： 一、对生物膜结构的探索历程 1、欧文顿的推论是 欧文顿的结论：___________________________________________ 2、细胞膜中除脂质以外还有没有其他成分呢？ 20世纪初，科学家第一次将膜从____________中分离出来。化学分析表明：_______________ 3、1925年，荷兰科学家从人的红细胞提出脂质测得结果 测得单分子层的面积为_________的2倍。结论：细胞膜中的脂质分子排列为_____________。 问题1:为什么用丙酮提取脂质? 问题2:磷脂为什么在空气-水界面上铺展成单分子层? 4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的结构 他提出了：所有的生物膜都由______________________结构构成。 科学家在此基础上运用先进的手段揭示了细胞生物膜结构为_____ ________。 例1：欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构与功能，请你帮助设计一个简易的实验，并回答有关问题。 (1)选取人体的作为获取细胞膜纯净物的来源。 A．成熟红细胞 B.神经细胞 C．白细胞 D．口腔上皮细胞 (2)将选取的上述材料放入中，由于作用，一段时间后细胞将破裂。 (3)再用法获得纯净的细胞膜，上清液中含量最多的有机物是。 (4)1985年，Oerton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶解于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有。 (5)1925年，Gorter Grendel用丙酮提取细胞膜的磷脂，并将它在空气——水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍，由此可以认为细胞膜由组成。如果单层磷脂分子的面积为S，则该细胞表面积为。 二、生物膜的结构特点 1970年，科学家用荧光标记法测得细胞膜的结构特点 结论：细胞膜___________________ 问题3:哪些实例还能进一步说明细胞膜的这一特点? 例2：一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定的 ( ) A.具有一定的流动性 B.是选择透过性膜 C．具有专一性 D.具有运输物质的功能 例3：动物细胞有丝分裂过程中，细胞膜中央凹陷，最终缢裂形成2个子细胞，与这一现象有关的细胞学基础是 ( ) A．细胞核具有排斥性 B.细胞质具有流动性 C．细胞膜具有流动性 D．细胞具有周期性 三、细胞膜的流动镶嵌模型 1972年，桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型：_______________构成了膜的基本支架，_______________具有流动性。蛋白质有的_________、________、_______整个磷脂双分子层中。 在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的与结含成的，叫做糖被。 四、细胞膜的功能特性： 例4：食醋中的醋酸成分是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖不是活细胞需要的大分子物质。用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜头很快地腌成糖醋蒜，其原因是 ( ) A．醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中 B．醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面 C. 醋酸能固定和杀死活细胞，细胞膜失去了选择性 D．因腌的时间过久，两种物质均慢慢地进入活细胞 四、被动运输 思考一个物理现象：扩散 1. 自由扩散和协助扩散的异同？ 2.举例说明自由扩散和协助扩散。 3.自由扩散和渗透作用有什么关系？ 五、主动运输 1.人的红细胞中K+的浓度比血浆高30倍，Na+浓度却只有血浆的1/6倍，这说明了什么？ 2.主动运输的条件? 3.主动运输的意义? 物质跨膜运输方式的总结： __________ 被动运输 物质出__________ 入细胞主动运输 例5：右图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答： （1）A代表___________分子；B代表___________；D代表___________。 （2）细胞膜从功能上来说，它是一层___________膜。 （3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有___________。 （4）在a~e的五种过程中，代表被动运输的是___________。 （5）可能代表氧气转运过程的是图中编号___________；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号___________。 六、胞吞、胞吐 原理：____________________。_______________物质以这种方式进出细胞。举例： 例6：新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，这两种物质被吸收到血液中的方式分别是 ( ) A．主动运输、主动运输 B．胞吞、主动运输 C．主动运输、胞吞 D．被动运输、主动运输 拓展延伸： 一、选择题 1．提出生物膜流动镶嵌模型的时间和科学家分别是 ( ) A．1959年，罗伯特森 B．1972年，桑格和尼克森 C．19世纪，施旺和施莱登 D．19世纪，欧文顿 2．生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是①以磷脂双分子层为基本骨架②蛋白质一脂质一蛋白质的三层结构③静止的④流动的 ( ) A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
第四章第二节生物膜地流动镶嵌模型 主备人：审核人： 【学习目标】 知识目标：简述生物膜地结构. 能力目标：探讨在建立生物膜模型地过程中，实验技术地进步所起地作用. 探讨建立生物膜模型地过程如何体现结构与功能相适应地观点. 情感目标：培养学生严谨地推理和大胆想象能力. 使学生树立生物结构与功能相适应地生物学辨证观点. 【重点、难点】 1.对生物膜结构地探索历程. 2.生物膜地流动镶嵌模型学说地基本内容. 3.探讨建立生物膜模型地过程如何体现结构与功能相适应地观点. 【知识链接】新课程标准中与本节内容有关地是“简述生物膜系统地结构和功能”.“生物膜系统地概念和功能”已安排在第3章第2节中，此外，在第3章第1节还讲述了细胞膜地功能. 本节是介绍生物膜地结构.本节内容地学习也为后续学习跨膜运输方式打下了基础. 【学习过程】 一、对生物膜结构地探索历程 ●基础知识 (一)从生理功能入手地科学探究 1.资料一：时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次地通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜. 欧文顿地结论是. 2.资料二：20世纪初科学家第一次将膜从_______________中分离出来.化学分析表明： 膜地主要成分是___________ ___ 和 __________ . 3.资料三：时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：用丙酮从人地红细胞地细胞膜中提取脂质（磷脂），在空气—水界面上铺成单层分子， 发现单分子层面积是细胞膜表面积地2倍. 结论：______________________________________________________________. （二）“三明治”结构模型地提出 4.资料四：时间：二十世纪50年代，电子显微镜地诞生，1959年，科学家用它观察细胞膜 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜暗—亮—暗地三层结构，大胆提出生物膜地模型： 所有地生物膜________. 他把生物膜描述为结构.又称三明治结构. 这一模型地直接证据来自电子显微镜地观察,但这一模型解释不了膜地许多生理功能. （三）新技术带来新模型 5.资料五：随着新地技术手段不断运用于生物膜地研究，科学家发现膜蛋白_________ __________________________,有地蛋白质是__________在磷脂双分子层中地. 6.资料六：时间：1970年 人物：Larry Frye等 实验：将人和鼠地细胞膜用不同地荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞地 一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布. 提出假说：细胞膜具有________. 7.资料七：时间：1972年 人物：桑格和尼克森 提出：细胞膜结构地_____模型. ●典型例题 8. 【A级】维生素D能比水溶性维生素更优先通过细胞膜，这是因为( ) A．细胞膜以磷脂双分子层作基本支架B. 磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质 C．细胞膜地结构特点是具有一定地流动性D．细胞膜是选择透过性膜 9. 【B级】细胞膜能被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此推断细胞膜地化学成分主要是（） A.磷脂和多糖 B.磷脂和蛋白质 C.蛋白质和核酸 D.蛋白质和多糖
第2节生物膜的流动镶嵌模型 主备人：王海荣使用人：高一生物组 【学习目标】 1.简述生物膜的结构。 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。 3.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。 【学习重点】学习重点：流动镶嵌模型的基本内容。 【课前自主预习】 （一）对生物膜结构的探索历程 1.19世纪末，欧文顿提出：膜是由__________组成的 2.20世纪初，科学家的化学分析结果表明：膜主要由_______和 ____________组成。 3.1925年，两位荷兰科学家提出：脂质分子必然排列为 _____________。 4.1959罗伯特森年提出：生物膜都由三层_______________________结构构成的态模型。 5.1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验指出：细胞膜具有 ____________性。 6.1972年桑格和尼克森提出：生物膜的___________________模型（二）流动镶嵌模型的基本内容 1.膜是由_______________和_____________组成的。（还有少量多糖） 2.膜的基本支架：______________双分子层（其中磷脂分子的 ___________朝向两侧， __________朝向内侧）且其具有。（这体现了膜的流动性）。 3.蛋白质分子有的__________在磷脂双分子层表面，有的部分或全部____________磷脂双分子层中，有的_________整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）大多数蛋白质分子也。（也体现了膜的流动性） 4.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的与结含形成的，叫做糖被（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）。除了糖蛋白之外，细胞膜表面还有和结合成的。 5.膜的结构特点：具有_________性（磷脂和大部分的蛋白质分子都是可以________的）。 6.膜的功能特点：_______________。 【课前预习自测】 1.下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（） A.细胞膜是选择透过性膜 B.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C.细胞膜的分子结构具有流动性 D.有些蛋白质分子可以在膜的内外之间移动
《生物膜的流动镶嵌模型》教学反思 本节是人教版第四章第二节的内容，之前已经学习了细胞的基本结构，了解到细胞膜、细胞器膜、核膜在组成成分和结构上很相似，在结构和功能上紧密联系，并且学生了解到生物膜都是选择透过性膜，结构决定功能，因此本节将深入探讨生物膜的结构，本节的重点是利用资料和模型尝试让学生自己构建生物膜流动镶嵌模型的过程。 资料一： 欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。 资料二： 20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并且发现细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。 师：从资料1和2中我们可以知道细胞膜的主要成分是什么？ 生：脂质和蛋白质 资料三： 1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 师：通过实验现象可以得到怎样的推论？ 生：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！ 教师介绍磷脂分子的结构并且提出问题让学生做一个大胆的推测，并且画出来 师：细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想像一下，在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中是怎样排布的呢？ 生： 资料四： 1959年，罗伯特森用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-亮-暗三层结构。 资料五： 1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 资料六： 蛋白质分子存在形态有有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。 师：请学生构建生物结构，并画出来 生： 本节课以资料和问题为纽带，让学生以探索者、
. 第四章细胞的物质输入和输出第二节《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计 一、教学分析 1、教材分析 本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构的探索历程，并安排了思考与讨论，让学生在认识细胞膜结构的同时，了解这些知识的来龙去脉，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。 随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。还应重点理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型，学会运用该模型解释相应的生理现象。 2、学情分析 高一学生的特点是具有较强的抽象思维能力、综合实践能力、一定的想象能力。同时他们对科学发展历史很感兴趣，引导学生据其因究其果，学生通过思考、查资料等，充分认识理解生物膜的结构与功能，归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。通过画平面图把它表现. .
出来。这样，整合了学生的知识体系，丰富了知识内容，培养了学生思维表达、推理等各方面能力。 二、设计理念 以问题驱动学习,引导学生自主、探究、合作，体现以学生为主体的 教学新理念，同时注重评价，激励学生的发展和提高。 三、教学目标 1、知识与技能 （1）简述细胞的生物膜系统的概念和功能; （2）简述细胞膜的结构。 2、过程与方法 (1)尝试从资料信息中中提出问题，作出假设，并进行评价； (2)学习科学探究的一般方法和步骤。 3、情感态度和价值观 （1）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; （2）领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神； . . (3)学生在合作学习的过程中，学会与人交流、尊重他人； (4) 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。【重点难点】 1、重点：
教学设计 题目：生物膜的流动镶嵌模型生物教师：叶永亮 宝清县第二高级中学
一、教材分析 “生物膜的流动镶嵌模型”是人教版《分子与细胞》模块第四章第二节内容。本章共三节，第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜，为什么具有选择透过性，这与膜的结构有关，于是进入第二节内容。而第二节内容又是解释第三节“物质跨膜运输的方式”的基础。这三节内容的内在联系是：功能——结构——功能。由此可见，本节“生物膜的流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用，它是架起第一节和第三节的一座桥梁，并体现了结构决定功能的生物学观点。“生物膜的流动镶嵌模型”主要介绍了对生物膜结构的探索历程，目的是让学生在认识生物膜结构的同时，了解人类探究生物膜结构的过程和方法，认识到可以通过对现象的推理分析提出假说，假说仍然需要观察和实验来验证。随着技术手段的改进不断发现新的证据，原有的观点或理论还会不断得到修正和完善，并归纳总结出生物膜模型建构的基本方法。 二、教学目标 知识目标：课程标准中与本节内容有关的具体内容标准是“简述细胞膜系统的结构和功能”。这项要求包括三层含义：一是简述生物膜研究的历程；二是理解实验技术的进步在建立生物膜模型过程中的作用；三是描述生物膜流动镶嵌模型的结构特点。因此本节在知识方面的教学目标可定为“简述生物膜的结构”。 能力目标：本节内容以生物膜结构的探究历程为主线，学生动脑分析实验现象得出实验结论并构建模型为重点，让学生们从中体验科学的实验思想和实验方法。因此本节在能力方面的教学目标可定为“尝试提出问题做出假设”。 情感态度与价值观：本节教材介绍了人类探究生物膜结构的过程和方法，可以加深学生对科学的历史和本质的认识，特别是这些内容中所体现的结构和功能相统一，技术手段的进步，促进科学的发展等观点对于学生的情感态度与价值观领域的发展有重要价值。因此本节在情感态度与价值观方面的教学目标可定为“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；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。” 三、教学的重点和难点 教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。 教学难点：在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。 四、教学策略的选择 利用科学史料，还原科学探究过程，引导学生进行探究学习是进行科学史教学的常用方法，学生的科学探究过程好比是科学家的科研项目研究，因此，本节教学采用项目学习教学法，不仅使学生体验了科学探究的乐趣，而且也使学生领悟了项目研究的基本方法。其操作
生物膜的流动镶嵌模型 一、教学目标1、知识与技能简述生物膜系统的概念和功能；描述生物膜的结构。 2、过程与方法： 尝试用科学探索的基本方法进行科学探究。 3、情感、态度与价值观探讨在建立生物模型的过程中，实验技术的进步所起到的作用；探讨在建立生物模型的过程中，结构与功能相适应的观点是如何体现的。 二、教学重点、难点1、教学重点流动镶嵌模型的基本内容。 2、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。 三、对课程内容和学生的分析本节内容是人教版教材必修1《分子与细胞》的第四章第二节的内容，主要内容是探索生物膜的结构的历程和流动镶嵌模型的主要内容。教材在探索生物膜的结构的历程这一部分时采用提出疑问，根据实验观察依据提出假说并质疑或者证明假说是否成立的叙述方式，使学生在认识生物膜基本结构的同时，了解当时科学家在构建生物膜流动镶嵌模型的过程，体验科学探究的基本步骤和方法，并领悟观察、实验、推理、分析等科学方法在科学探索中的重要作用。本节内容是在在学生了解了细胞的化学组成和细胞中的各种细胞器结构和功能
的基础上对生物膜结构的探索，它是理解细胞物质跨膜运输的基础，也是了解细胞代谢的基础。对以后章节的学习有重要的作用。 四、教学方法本节课采用的教学方法有讨论法，总结法，自习法，讲述法。 总体设计思路：在生物膜的结构探索历程中，主要有生物膜的组成成分研究；细胞膜中的组成物质的排列方式；蛋白质在细胞膜中的位置；细胞膜的流动性的探索。每个问题的探索基本涉及提出问题，实验和观察，提出假说，验证实验和得出结论五个步骤。教师提供实验事实，引发学生探索与思考，从而引导学生进行按以上五个步骤进行科学探索，提高学生科学探索的能力、从建立生物膜模型过程中提炼科学探究的基本方法。在学生学习与探索的过程中，会总结出本节内容的重点，即生物膜的流动镶嵌模型的主要内容，加深学生理解和记忆。 五、教学过程导入：教师：如果让你用三种材料做细胞膜，塑料袋、普通布和弹力布，你会选择哪种呢？用哪种材料才能体现结构与功能相适应的观点呢？ 展示资料: 塑料袋：无毒、无味、无臭，符合食品包装卫生标准。聚乙烯薄膜，轻盈透明，具有防潮、抗氧、耐酸、耐碱、气密性一般，热封性优异等性能。 普通布：用麻、棉等织成的，可以做衣服或其他物品的材料。