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第2节 生物膜的流动镶嵌模型
【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
通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。
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。
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。
【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。
【教学策略】 
①设计问题串，引导学生以“自主、探究、合作”的形式进行学习。 
②采用直观、讨论、演绎、比较等方法实现师生互动、生生互动。 
【教学过程】
教学环节
教师组织与指导
学生活动
设计意图
一、创设情境，导入主题
介绍反映科学的模型雕塑，讲述模型方法的重要意义。教师设疑，生物膜的结构是怎样的呢？如何与生物膜的选择透过性相适应？
学生感悟建构模型的意义。
回忆生物膜的功能。
从学生的生活体验进入学习的情景，激发学习兴趣。
教学环节
教师组织与指导
学生活动
设计意图
二、新课教学

1、探究细胞膜的组成成分 
[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？

学生阅读，了解欧文顿的实验及假说
使学生领悟科学家的严谨推理和大胆想象。
[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？
学生分析得出结论，体验推理过程
培养学生演绎推理的能力，使学生领会科学探究的基本方法。

2、探究细胞膜组成成分的结合方式
[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—水界面上
认真思考得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 

分析现象，推测结论。 

设问1：依据所观察到的实验现象，你们能得出什么结论？
介绍磷脂分子的特点。
 设问2：磷脂分子如果铺在水面上应该是什么样的？
设问3：磷脂分子是否排列成两层？如何排布？
 以红细胞为例，引导学生讨论磷脂分子的理化性质是否决定构成细胞膜时成双层排列。
 引导学生提出新问题 。

[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
设问1：暗的代表什么物质呢？亮的代表什么物质呢？
设问2：蛋白质分子位于磷脂双分子层的什么位置？

蛋白质是怎样排布在磷脂双分子层上的呢?

引导学生通过小组合作构建细胞膜的结构模型。
讲述罗伯特森的“蛋白质－脂质－蛋白质”静态模型的特点。
设问：该结构模型是否与细胞膜的相关生理相适应？
从现实生活中寻找证据，观看录像：变形虫的变形运动。
分析相关实验，设问：“蛋白质－脂质－蛋白质”的静态模型是否有缺陷，应如何修正？
学生分析并推导膜的结构模型。

培养学生对信息的处理和整合能力。 

3、　模型建构及修正完善

 [资料5] 免疫荧光技术细胞融合实验
时间：1970年
科学家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)
实验：人鼠细胞融合
学生学习讨论后对原有模型进行修正并总结出膜具有流动性的结论。  

感受科学的动态发展变化，感受科学与技术的关系。

4、阐述流动镶嵌模型的基本内容
19 72年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）通过观察和实验，并在继承前人的研究成果
基础上，提出了流动镶嵌模型模型。

问题；
①生物膜的基本支架是什么？
②蛋白质分子有哪几种存在形态？
③膜分子是静止的，还是运动的？
绘制细胞膜的亚显微结构示意图
学生分析后得出结论蛋白质是镶嵌在磷脂双分子层中的
 能够直观、深刻的理解掌握模型的内容

学 案
一 、在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。
（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的   
__________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有__________的特点。
（2）在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说明了这类物质在分子结构上具有__________性。
（3）细胞融合实验若在20℃条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明_________________________。若在1℃条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明___________________。

二、现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等实验材料及用具，请你帮助完成下列实验设计和分析有关问题。
（1）为获得纯净的细胞膜，应选取上述 _____材料做实验。选用该材料的原因是他它 ________________________。
（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）科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为_____________________________。
（4）有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的脂类分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是（   ）
A．膜的主要成分是磷脂分子  
B．细胞膜的成分不是一成不变的
C．膜面积变化受温度的影响 
D．构成质膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有 一定的流动性