第4章物质的输入和输出教学参考.doc

第2节 生物膜的流动镶嵌模型 教学参考1 一、 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。 二、教学重点和难点 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、教学策略 建议使用1课时。 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？这就会引起学生进一步探究的兴趣。此时可以让学生讨论“问题探讨”中第二个讨论题：“你还能想出更好的材料做细胞膜吗？”让学生更广泛地调动已有的知识和生活经验，通过联想和想像，进行更广阔和深入的思考，以培养他们发散思维的能力，同时进一步强化探究欲望。 2.设计问题串，分析科学家探索生物膜结构的曲折历程。 引起学生的探究欲望后，如果直接将生物膜流动镶嵌模型的内容告诉学生，学生仍会感到枯燥无味，对这个模型也很难理解，这样又会走上死记硬背的老路。因此，建议设计问题串，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，始终保持高昂的兴趣，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，并且加深对科学过程和方法的理解。 问题串的设计可参照以下思路。 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。比如细胞的结构是指细胞膜、细胞质、细胞器和细胞核之间的组合形式，氨基酸的结构是指组成它的各种原子之间的组合形式。要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清其组成成分。那么，细胞膜的组成成分是什么呢？（介绍欧文顿的实验和推论） 欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？（介绍科学家的化学分析结果，指出膜主要由脂质和蛋白质组成；分析假说是如何提出的，假说与观察和实验证据的关系） 脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？（介绍两位荷兰科学家的实验，分析脂双层这一结论的由来） 蛋白质位于脂双层的什么位置呢？（简介20世纪40年代的推测和罗伯特森1959年提出的“三明治”结构模型） 指出“三明治”结构模型的不足，说明细胞膜不应是静态的刚性的结构，而应当是动态的弹性的结构。 有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？（重点介绍荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性；并讨论技术的进步在细胞膜研究中的作用，强化结构与功能相适应的观点） 至此，流动镶嵌模型已经呼之欲出了。 3.归纳总结，图文并重，阐述流动镶嵌模型的基本内容。 在上述问题串的分析讨论之后，可让学生归纳总结流动镶嵌模型的基本要点，教师再呈现生物膜的结构模型示意图，结合该图阐述流动镶嵌模型的基本内容。这幅图呈现的只是生物膜的局部结构，可让学生展开想像力，想像一个近似球形的细胞的细胞膜的三维立体结构。最后可简介糖被的内容，此内容也可让学生自己阅读。 四、答案和提示 （一）问题探讨 1.提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。 2.提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。 （二）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—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。 （三）思考与讨论2 1.提示：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键