生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計
生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計
二、教學(xué)設(shè)計思路
生物膜結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)歷程比較長，這方面的資料也比較多。教材僅選取了部分主要內(nèi)容，基本按照時間進程排列，未加小標(biāo)題。要想讓學(xué)生自己理清脈絡(luò)并體驗結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建方法還是有一定難度的。可以對探索歷程的內(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一一展開，幫助學(xué)生梳理并體驗結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)方法，同時理解并能夠描述流動鑲嵌模型的基本內(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)觀點以及實驗技術(shù)的進步對科學(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)時的技術(shù)條件，人類還不能親眼看到生物膜，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。正是有了實驗觀察，科學(xué)家才有了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂瘛Ｄな怯芍|(zhì)組成的這一假說在19世紀(jì)被提出。
假說還需要進一步的實驗和觀察來驗證和完善。20世紀(jì)紅細(xì)胞膜的提取和分離不僅證實了細(xì)胞膜含有脂質(zhì)，同時表明還含有蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜為雙層脂質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)也在此時提出。
小標(biāo)題二：單位膜模型的提出
針對蛋白質(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)的不斷改進和創(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)胞的融合實驗，以及相關(guān)的其他實驗證據(jù)又表明，細(xì)胞膜具有流動性。
在這些新的實驗證據(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。
最后說明流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。
三、教學(xué)實施的程序
學(xué)生活動 | 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，思考生物膜對物質(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)流動鑲嵌模型的正文。 | 1.通過生物課的學(xué)習(xí)，我們早已有了“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點。 2.主要是限于當(dāng)時的條件。實驗、推理想像—假說—進一步驗證完善。 3.“提出假說”的科學(xué)方法介紹。 4.提出技術(shù)進步推動了假說發(fā)展。 5.隨著技術(shù)進步，假說不斷被修正和完善。突出模型建構(gòu)方法：實驗、推理想像—提出假說—進一步驗證完善—不斷發(fā)展。 6.歸納流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 | 1.引起對生物膜結(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)進步對科學(xué)研究發(fā)展的作用。 5.總結(jié)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。人類對自然的認(rèn)識是永無止境的。 6.復(fù)習(xí)強化：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 |
生物膜的流動鑲嵌模型知識點歸納
一、應(yīng)牢記知識點
1、歐文頓(E .Overton)的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論
?、?、發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜對不同物質(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)家的實驗發(fā)現(xiàn)和結(jié)論
?、?、實驗：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)：單層分子的面積為人紅細(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)。
⑵、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)胞融合實驗”的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論(P—67圖4—5)
?、?、發(fā)現(xiàn)：兩種細(xì)胞剛?cè)诤蠒r，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。
?、啤⒄摂啵杭?xì)胞膜具有流動性。
5、1972年，桑格(S .J .Singer)和尼克森(G .Nicolson)提出的流動鑲嵌模型的基本內(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)分子都是可以運動的。
6、糖被——糖蛋白
?、拧⑽恢茫杭?xì)胞膜的外側(cè)表面。
?、啤⒔M成：蛋白質(zhì)和多糖。
⑶、功能：細(xì)胞識別作用、信息傳遞等。
保護和潤滑作用。如消化道、呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白。
二、應(yīng)會知識點
1、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點——流動性
2、細(xì)胞膜的功能特點——選擇透過性。
3、磷脂是細(xì)胞膜的主要成分，蛋白質(zhì)是細(xì)胞膜的重要成分。
看了“生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)設(shè)計”