生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計(jì)

1、 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)的確定課程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是簡(jiǎn)述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。這項(xiàng)要求包括兩層含義：一是簡(jiǎn)述細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的概念和功能;二是簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)。生物膜系統(tǒng)的概念和功能已安排在第3章第2節(jié)中，此外，在第3章第1節(jié)還講述了細(xì)胞膜的功能。因此，本節(jié)在知識(shí)方面的教學(xué)目標(biāo)可定為簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)。本節(jié)教材介紹了人類探究生物膜結(jié)構(gòu)的過程和方法，可以加深學(xué)生對(duì)科學(xué)的歷史和本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、技術(shù)手段的進(jìn)步促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展等觀點(diǎn)，對(duì)學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)域的發(fā)展有重要價(jià)值，在確定教學(xué)目標(biāo)時(shí)也應(yīng)重視。二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路生物膜結(jié)構(gòu)模

2、型的建構(gòu)歷程比較長(zhǎng)，這方面的資料也比較多。教材僅選取了部分主要內(nèi)容，基本按照時(shí)間進(jìn)程排列，未加小標(biāo)題。要想讓學(xué)生自己理清脈絡(luò)并體驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建方法還是有一定難度的?？梢詫?duì)探索歷程的內(nèi)容添加小標(biāo)題以凸顯脈絡(luò)，像層層剝?nèi)スS衣一樣，將小標(biāo)題作為思考討論的切入點(diǎn)一一展開，幫助學(xué)生梳理并體驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)方法，同時(shí)理解并能夠描述流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。層層剝?nèi)スS衣的過程無不顯現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)科學(xué)模型建立和發(fā)展所起的作用。以下思路供參考。小標(biāo)題一：從生理功能入手的科學(xué)探究早期對(duì)于生物膜結(jié)構(gòu)的探究為什么首先是從生理功能入手的呢這是限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，人類還不能親眼看到生

3、物膜，無法想像它的結(jié)構(gòu)是什么樣的。但嘗試探究哪些物質(zhì)能夠透過生物膜則是可行的辦法。正是有了實(shí)驗(yàn)觀察，科學(xué)家才有了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?。膜是由脂質(zhì)組成的這一假說在19世紀(jì)被提出。假說還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和觀察來驗(yàn)證和完善。20世紀(jì)紅細(xì)胞膜的提取和分離不僅證實(shí)了細(xì)胞膜含有脂質(zhì)，同時(shí)表明還含有蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜為雙層脂質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)也在此時(shí)提出。小標(biāo)題二：?jiǎn)挝荒つＰ偷奶岢鲠槍?duì)蛋白質(zhì)分子的位置問題，有人提出了單位膜模型，即教科書中所說的蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型。這一模型的直接證據(jù)來自電子顯微鏡的觀察。但這一模型將生物膜描述為三明治式的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，解釋不了膜的許多生理功能。小標(biāo)題三：新技術(shù)帶來新模型技術(shù)

4、的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新讓科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的。熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)，以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)又表明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。在這些新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)及觀察的基礎(chǔ)上，又有學(xué)者提出了一些關(guān)于生物膜的新的分子結(jié)構(gòu)模型。其中流動(dòng)鑲嵌模型因能夠比較好地解釋生物膜的生理功能，逐漸為大多數(shù)人所接受。最后說明流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。三、教學(xué)實(shí)施的程序?qū)W生活動(dòng)教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖1.回憶上節(jié)課的探究活動(dòng)，思考生物膜對(duì)物質(zhì)的選擇性吸收是否與其特定的結(jié)構(gòu)相關(guān)？2.閱讀教材正文第二、第三段，討論對(duì)膜的研究為什么是從生理功能入手？3.思考與討論（1）4.繼續(xù)閱讀

5、教材正文，討論單位膜模型是怎樣提出的。5.閱讀教材有關(guān)對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中余下的全部正文，完成思考與討論（2）。6.閱讀有關(guān)流動(dòng)鑲嵌模型的正文。1.通過生物課的學(xué)習(xí)，我們?cè)缫延辛私Y(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。2.主要是限于當(dāng)時(shí)的條件。實(shí)驗(yàn)、推理想像假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善。3.提出假說的科學(xué)方法介紹。4.提出技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了假說發(fā)展。5.隨著技術(shù)進(jìn)步，假說不斷被修正和完善。突出模型建構(gòu)方法：實(shí)驗(yàn)、推理想像提出假說進(jìn)一步驗(yàn)證完善不斷發(fā)展。6.歸納流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。1.引起對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探討的興趣。2.開始學(xué)習(xí)模型建構(gòu)的方法。3.假說是怎樣提出的。4.了解技術(shù)進(jìn)步對(duì)科學(xué)研究發(fā)展的作用。5.總結(jié)結(jié)構(gòu)與功能

6、相適應(yīng)的觀點(diǎn)。人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)是永無止境的。6.復(fù)習(xí)強(qiáng)化：流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型知識(shí)點(diǎn)歸納一、應(yīng)牢記知識(shí)點(diǎn)1、歐文頓(E .Overton)的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論、發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同。凡是脂溶性物質(zhì)都更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。、結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的。2、1925年荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和結(jié)論、實(shí)驗(yàn)：提取人紅細(xì)胞中的脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單層分子。、發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)螌臃肿拥拿娣e為人紅細(xì)胞表面積的2倍。、結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。3、1959年，羅伯特森(J .D .Robertsen)的發(fā)現(xiàn)和論斷、發(fā)現(xiàn)：電鏡下，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜有清晰的暗亮暗三層結(jié)構(gòu)。、論斷：所有的生物膜都是由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。4、熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論(P67圖45)、發(fā)現(xiàn)：兩種細(xì)胞剛?cè)诤蠒r(shí)，融合細(xì)胞一半發(fā)綠色熒光，另一半發(fā)紅色熒光;370C下40min后，兩種顏色的熒光均勻分布。、論斷：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。5、1972年，桑格(S .J .Singer)和尼克森(G .Nicolson)提出的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容、磷脂雙分子層是細(xì)胞膜的基本支架。、蛋白質(zhì)分子或鑲或嵌入或橫跨磷脂雙分子層。、磷脂和蛋白質(zhì)分子都是可以運(yùn)動(dòng)的。6、糖被糖蛋白、位置：細(xì)胞膜的外側(cè)表面。、組成：蛋白質(zhì)和多糖