人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》课堂探究

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人教版高中生物必修一第四章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》课件(共32张PPT)

塑料袋
用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？
其他……
一、对生物膜结构的探索历程
1、对生物膜成分的探索资料1 时间：19世纪末
人物：欧文顿(E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞。
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 所有生物膜都由蛋白
三层结构
质—脂质—蛋白质三层
构成
人、鼠细胞融合实验
膜具流动性
冰冻蚀刻电子显微法
蛋白质在膜中的分布是不对称的
学生活动:
请在以上科学事实的基础上,你们会提出一个怎样的生物膜模型呢?
二、流动镶嵌模型的基本内容：
1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架不是静止的,具有流动性。
2、蛋白质分子有的镶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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的.
思考
生物膜的流动镶嵌模型是不是已经完美无缺？
科技前沿：不断完善和发展的尔流化动2学0镶奖03授嵌年予度模两诺型名贝研
究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。他们 1988年成功分离出水通道蛋白，1998年测出钾离子通道的立体结构
这一观点是否正确呢？
资料5：人-鼠细胞融合实验时间：1970年人物：费雷和埃迪登等
37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？
膜上的蛋白具有
流动性
这一实验以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。

2021人教版高中生物必修1优化探究学案第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型

[基础全练]1.中央大液泡是植物细胞成熟的标志,下列关于液泡膜结构的分子模型,正确的是()【试题解析】:液泡含有单层膜,存在于细胞质中,膜成分主要由磷脂和蛋白质组成,故A项正确。

【参考答案】:A2.如图为细胞膜的流动镶嵌模型,有关叙述不正确的是()A.具有①的一侧是细胞膜的外侧B.①与细胞识别有关C.②构成细胞膜的基本支架D.细胞膜的选择透过性与①的种类和数量有关【试题解析】:图中①是糖蛋白,只分布在细胞膜的外侧,所以具有①的一侧为细胞膜的外侧,A项正确；糖蛋白与细胞表面的识别、保护、润滑有关,B项正确；②是磷脂双分子层,是构成细胞膜的基本支架,C项正确；糖蛋白与细胞膜的选择透过性无关,D项错误。

【参考答案】:D3.罗伯特森的关于生物膜模型的构建：所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。

这一观点的局限性主要在于()A.不能解释生物膜的化学组成B.不能解释生物膜成分的相似性C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输D.不能解释变形虫的变形运动【试题解析】:罗伯特森的生物膜模型解释了生物膜的化学组成是脂质和蛋白质,A不符合题意；罗伯特森的生物膜模型解释了生物膜的成分是相似的,B不符合题意；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,说明膜的成分中含有脂质,C不符合题意；罗伯特森把生物膜描述为静态的统一结构,不能解释变形虫的变形运动,D符合题意。

【参考答案】:D4.如图为细胞中某一结构的局部示意图,下列说法正确的是()A.①②均为脂质,可以用苏丹Ⅲ染液染色观察B.由①组成的膜称为单位膜,细胞膜由两层单位膜组成C.②是脂溶性的,分布在脂双层内部,其元素组成为C、H、OD.①中的两层结构完全相同,②使该结构具有一定的流动性【试题解析】:①表示磷脂双分子层,②表示胆固醇,磷脂和胆固醇均为脂质,但苏丹Ⅲ染液只能检测脂肪,A项错误；由①(磷脂双分子层)组成的膜称为单位膜,细胞膜由一层单位膜组成,B项错误；②所示的胆固醇是脂溶性的,其元素组成为C、H、O,分布在脂双层内部,C项正确；①中的两层结构完全相同,①②都能运动,使该结构具有一定的流动性,D项错误。

人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》知识梳理

第2节生物膜的流动镶嵌模型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．尝试利用废旧物品制作生物膜模型。

1．膜的基本支架______双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。

磷脂的亲水头部朝外，疏水尾部朝内，具有______性。

2．蛋白质分子在膜中的位置蛋白质分子有的______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。

3．膜的结构特点膜具有________，因为磷脂和大部分的蛋白质分子都是可以______的。

4．特殊结构——糖被（1）本质：糖被是在细胞膜外表面的一层由______与________结合形成的________。

（2）作用：与__________有关，在消化道和呼吸道上皮细胞表面还有______和润滑作用。

思考：白细胞为什么能从毛细血管里出来，吞噬病菌？答案:一、脂质脂质蛋白质两层蛋白质—脂质—蛋白质流动性流动镶嵌二、1.磷脂流动2．镶嵌入贯穿于3．流动性运动4．（1）糖类蛋白质糖蛋白（2）细胞识别保护思考提示：由于白细胞能进行变形运动，细胞膜具有流动性。

1．生物膜的流动镶嵌模型（1）细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。

（2）糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。

（3）脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。

2．生物膜的结构特点——具有一定的流动性（1）结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。

（2）实验验证——人鼠细胞融合实验。

（3）实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。

（4）膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高膜的流动性加快。

3．细胞膜的流动性和选择透过性的区别和联系（1）区别：具有一定的流动性是细胞膜的结构特点，即磷脂分子是可以运动的，大多数蛋白质分子也是可以运动的。

选择透过性是细胞膜的功能特性，即水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。

人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》教案

生物膜的流动镶嵌模型一、教学目标1．知识方面（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）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．能力方面（1）通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。

（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．情感态度价值观（1）通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。

（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。

二、教学重点、难点和解决方法1．教学重点：生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。

解决方法：（1）设计问题串，分析讨论后，让学生归纳总结流动镶嵌模型的基本要点。

（2）教师呈现生物膜的结构模型示意图，结合阐述其基本内容。

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；生物膜的流动性特点。

解决方法：用设问法讲解生物膜结构的探索历程，在层层剥去“笋衣”中显现结构与功能相适应的观点。

三、教学方法讲述法、启发式。

四、课前准备多媒体课件五、课时安排1课时六、教学过程（一）预习检查、总结疑惑1．指导学生阅读，找出需了解的知识点。

2．讨论回答相关问题。

（二）情景导入、展示目标生物膜是一种半透膜，一些小分子可以自由通过，一些分子则不能自由通过，但细胞膜又不是纯物理意义上的半透膜，它是有生理活性的，能对一些离子和小分子进行选择性通过。

所以生物膜更是一种选择透过性膜。

1．根据结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的功能？2．你还能想出更好的材料做细胞膜吗？学生讨论回答。

（三）合作探究、精讲点拨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。

人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》教材分析

《生物膜的流动镶嵌模型》教材分析
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。

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”，让学生在认识生物膜结构的同时，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，原有的观点或理论不断得到修正。

人教版高中生物必修一第四章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》教案

教学设计教师：同学们，通过对细胞结构的学习，我们想制作细胞的三维结构模型，在选择细胞膜的材料时我们遇到了难题，塑料袋、普通布和弹力布，我们该选择哪种呢？学生：细胞膜是选择透过性膜，有些物质能通过，有些物质不能通过，所以塑料袋不合适。

普通布没有弹性，而我们在质壁分离与复原实验中我们发现生物膜是有弹性的，所以我们选择弹力布。

教师组织学生用手指触摸卵黄膜，亲身感受细胞膜的存在和弹性。

教师：细胞膜究竟有什么样的结构决定了它能具有选择透过性，能有弹性呢？引出课题：第二节生物膜的流动镶嵌模型【师生互动】对生物膜结构的探索历程为什么生物膜能控制物质的进出呢？这与生物膜的结构有什么关系呢？科学家就是带着这样的疑问，开始了对生物膜结构的探索。

多媒体展示材料一资料一：时间: 19世纪末人物：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:如果你是欧文顿看到这样的现象能帮助我们提炼出什么样的结论呢?学生:细胞膜的成分中有脂质成分。

教师：同学们得出的结论正好与欧文顿的结论一样。

那么，你们的这个结论是根据现象的推理还是通过对膜成分的提取和鉴定？学生：是从生理功能上入手，通过推理分析得出的。

教师：那么在通过推理得出结论后还需要对膜的成分进行提取分离和鉴定呢？学生：有必要。

只有通过鉴定才更准确。

教师：那么为什么欧文顿一开始不对膜的成分进行鉴定呢？学生：当时的技术条件不能实现。

教师：确实如此。

由此可见技术对于科学研究的重要性。

直到20世纪初，科学家才能从哺乳动物成熟的红细胞中将膜分离出来。

多媒体展示材料二资料二:20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。

教师：你能推测出什么结论？学生：说明细胞膜的成分除有脂质还有蛋白质。

高中课堂教学中凸显科学思维的策略探究——以“生物膜的流动镶嵌模型”为例

高中课堂教学中凸显科学思维的策略探究以生物膜的流动镶嵌模型为例刘晓霞摘㊀要:科学思维是一种重视实证和逻辑的求真务实的思维习惯和能力㊂文中以生物膜结构的探索历程的教学设计为例,通过以时间轴为主线的资料呈现,层层深入引导学生分析出生物膜的流动镶嵌模型,突出体现了生物学科核心素养中科学思维的运用㊂关键词:科学思维;逻辑思维;推理分析刘晓霞,山西省太原市第四实验中学,一级教师㊂㊀㊀科学思维是尊重事实证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物㊁解决实际问题的思维习惯和能力[1]㊂生物学是一门自然科学,老师在教学过程中要充分利用教材提供的资料素材,尽力引导学生主动学习,形成科学思维的习惯,最终发展学生的学习能力和创新实践能力㊂科学思维是生物学科核心素养的重要内容之一㊂在高中课堂教学中如何凸显科学思维?下面以生物膜的流动镶嵌模型一节为例,展开说明㊂㊀㊀一㊁教材分析生物膜的流动镶嵌模型是人教版高中生物必修一‘分子与细胞“第4章细胞的物质输入和输出第2节的内容㊂在学此课之前,学生已经学习了物质跨膜运输的实例 ,能说出细胞膜及其他的生物膜是选择透过性膜,在关于植物细胞吸水和失水的实验设计中,已经初步尝试过科学探究中提出问题㊁作出假设的环节㊂本节既是对前面所学的物质跨膜运输实例中膜知识的深入解读,又是学习理解物质跨膜运输方式的基础㊂生物膜的流动镶嵌模型是在引导学生探索生物膜结构的发展历程中,认识生物膜的功能,从而体现结构与功能相适应的观点,这也是本节的教学难点㊂生物膜结构的探索科学史中蕴含着丰富的科学思维方法,如假说演绎㊁批判性思维㊁模型与建模㊁创造性思维等,在课堂教学中充分利用教材资料及适当补充的科学家实验资料,再现科学家当时的思路,让学生了解知识的来龙去脉,深刻体验其中的科学思维方法㊂㊀㊀二㊁教学目标依据2017年生物新课标和参考教师教学用书,确定本节的教学目标如下:①通过分析生物膜结构模型建立的历程及补充的资料,使学生能基于事实和证据进行推理㊁论证,提出或否定假说,加深对模型与建模的理解,认识到随着技术手段的发展,科学在质疑和创新中不断发展㊂②通过比较分析不同生物膜结构模型,归纳说出不同模型的要点,并阐释流动镶嵌模型㊂③通过脂质体药物的分析 ,体会科学与社会结合时的创造性思维㊂㊀㊀三㊁教学过程本节课对生物膜结构的科学史进行了重新24整合,并在教学中注重情境体验㊁科学史重演㊁科学思维的训练,帮助学生发展学科核心素养㊂(一)生物膜成分的探究体验假说演绎假说演绎法是指在事实基础上观察分析,提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,再根据假说进行演绎推理,做出某种推断,最后通过实验检验验证㊂利用多媒体展示资料1:欧文顿(E.Over-ton)在当时技术手段匮乏的条件下,从膜的成分着手研究,利用多种化学物质和植物细胞做了上万次的实验,最终发现能溶于脂质的物质较易通过细胞膜㊂让学生分析上面的实验,结合化学知识相似相溶的原理进行推理,学生较容易作出假说:膜是由脂质组成的㊂让学生理解什么是假说,即在观察和实验的基础上,依据科学原理和事实经过科学思维加工后,对研究的现象或规律提出一种假定性的解释和说明㊂引导学生思考在推理分析作出假设后,还需不需要对膜成分进行提取后分离以及鉴定?学生答案是肯定的㊂提出假说是科学研究初步阶段的一种形式,在没有被证实之前只是对所研究的事物规律的一种推测,只有能经得起实验的验证,才可以说是正确的㊂多媒体展示资料2:1925年,两位荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)从人的红细胞中提取脂质,让脂质在空气-水交界处铺展单分子层,测量其表面积发现刚好为所用红细胞表面积的2倍㊂展示资料3:磷脂分子结构式及结构示意图,说明细胞膜上脂质主要是磷脂,磷脂分子头部具有亲水性,脂肪酸的尾部具有疏水性㊂让学生自主探究:根据磷脂分子特点解释,①为什么磷脂在空气-水交界处排成单层?尝试画出磷脂分子在空气-水界面上的铺展成单层的模式图(见图1)㊂②通过搅拌后在水中磷脂分子又如何排列?(见图2)③进一步思考磷脂在红细胞膜上是如何排列的㊂提示学生利用水在细胞内的存在形式,同时思考细胞内外是什么环境㊂学生通过分析归纳得出,磷脂分子在细胞膜上排列为连续的两层,并且头朝外,尾部相对,因为细胞膜内外都是水环境㊂结合资料2和资料3的分析,基于假说演绎推理,学生深入探究,激活了思维,发展了思维的逻辑性㊁严谨性㊂㊀图1图2多媒体展示资料4:为了进一步确定细胞膜的成分,科学家利用哺乳动物成熟的红细胞作为研究材料,用一定的方法制备出纯净的细胞膜,通过化学分析得知细胞膜中的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多㊂通过此展示,使学生认识到通过实验的验证分析,膜成分确实含有脂质㊂(二)生物膜结构的探索(1)三明治式结构模型体验模型与建模思维模型是人们为了认识自然界中某一复杂对象,用一定的方式进行模拟或简化描述的一种方法㊂在生物学学习中,通过模型与建模,可以直观地理解生物结构本来的模样,使原本微观㊁抽象的事物和概念变得具体,利于学生把握事物本质㊁探索发现生物学原理及规律㊂多媒体展示资料5:1935年英国丹尼利(J.F.Danielli)和戴维森(H.Davson)发现细胞膜的表面张力比油-水界面的表面张力低得多,人们已经知道脂滴表面如果吸附有蛋白质成分,那么表面张力降低㊂学生对资料分析推测容易得出,细胞膜成分还有蛋白质㊂接着提问:细胞膜上既有脂质又有蛋白质,二者怎么排列呢?告诉学生,这两位英国科学家提出了蛋白质-脂质-蛋白质的三明治式结构模型㊂学生利用事先准备的材料:在多个白色黏土捏成的小球上面插上两根铁丝代表磷脂,用多个形状㊁大小不太相同的蓝色黏土代表蛋白质,试着构建膜的结构模型㊂学生通过模型建构活动,能更直观地认识到膜成分的组成,把握各种成分可能的排列方式,有利于核心概念的学习㊂(2)单位膜结构模型体验批判性思维34批判性思维是指对所学知识的真实性㊁精确性进行理性和客观的判断,从而对相信什么作出合理决策的思维㊂在学习过程中,让学生明白运用批判性思维时批判的是支持结论的理由㊁证据,让学生主动质疑㊁批判㊁自主思考并提出有说服力的论证,能提升学生科学思维品质㊂多媒体展示资料6:1959年,罗伯特森(J.D.Robertson)利用电镜下超薄切片观察到了细胞膜呈现暗-亮-暗三层结构㊂首先给学生介绍电镜的工作原理㊂然后学生结合学过的生物大分子的有关知识,容易明白暗层是蛋白质,亮层是脂质㊂继续展示资料6:罗伯特森还发展了三明治结构模型,提出了单位膜模型(unit membrane model),大胆推断所有的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成,膜结构都是静止不变的㊂再给学生提供受精卵分裂㊁变形虫运动的视频,进行观看㊁思考㊂科学思维始于审视和质疑㊂通过以上材料为学生创设情境㊁提供资料信息,让学生自己去观察,作出判断㊁质疑罗伯特森的推断㊂学生容易得出,如果细胞膜是静止不变的,那么已经知道的变形虫运动㊁吞噬细胞的胞吞作用㊁分泌蛋白的合成分泌过程㊁植物细胞的质壁分离与复原㊁以及初中就已经学过的细胞会分裂生长等这些生物现象都无法解释了㊂在分析以上问题的过程中,学生通过运用批判性思维,在关注事实和证据基础上,能有效促进其深层次思维能力的提高,养成对待知识严谨的态度,逐步发展生物学科核心素养㊂学生通过质疑重新审视概念,使演绎推理更加深入,透彻理解重要概念,完成概念转变㊂(3)人鼠细胞融合实验深化逻辑推理思维逻辑是人的一种抽象思维,是人通过概念㊁判断㊁推理㊁论证来理解和区分客观世界的思维过程㊂逻辑推理是从一个真的前提推出一些科学结论的科学思维㊂多媒体展示资料7:科学家用人鼠细胞作为实验材料进行细胞融合实验,使用免疫荧光染料标记技术㊂课件展示实验过程和结果,提醒学生注意37ħ下培养40min后,两种荧光抗体染料分布均匀㊂引导学生运用逻辑推理,自主深入分析,荧光抗体染料直接标记的是膜上的蛋白质,说明细胞膜上蛋白质是可以运动的,进一步说明细胞膜具有一定的流动性;并且与温度是0ħ下培养40min后比较可知,温度会影响膜的流动性㊂学生结合物理知识容易理解,生物膜的流动受温度的影响,实质上是分子运动受温度影响的缘故㊂并补充资料介绍,①冰冻蚀刻电镜技术显示双层膜脂中存在膜蛋白颗粒,在细胞膜的靠近细胞质的一侧,有些膜蛋白分子连接到细胞骨架上被固定㊂在细胞膜外侧,有些膜蛋白分子连接到细胞外基质的纤丝上被固定[3]㊂②生物膜中的磷脂分子有多种运动方式,如:以磷脂分子围绕轴心的自旋运动,尾部摆动,沿膜平面的侧向运动,甚至双层脂分子之间的翻转运动等㊂通过这些资料的补充,学生就明白生物膜之所以具有一定的流动性,是由于构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动㊂学生通过逻辑推理分析,学生理解并把握膜的结构特点以及流动性的原因㊂(4)模型的修正与重构深化归纳概括思维归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的方法㊂概括是在比较和抽象的基础上,把抽象出来的事物的共同本质特征综合起来㊂多媒体展示资料8:1972年桑格(S.J.Sing-er)和尼克森(G.Nicolson)提出的流动镶嵌模型㊂学习这部分知识前,要求学生先自主阅读课本上生物膜的流动镶嵌模型内容,并结合课件思考问题:①该模型的主要内容是什么?②生物膜的基本支架是什么?③蛋白质如何分布?④课本上绿色的六边形代表什么物质?再次运用模型与建模的方法,用事先准备材料构建修正后的生物膜流动镶嵌模型,并提醒学生注意细胞膜上糖类所在的位置㊂学生通过自主构建模型的过程,归纳与概括思维的能力得到了提升,进一步深化知识的学习㊂构建生物膜的模型后让学生深入思考:①什么是糖蛋白?有什么作用?如何判断细胞膜44的外侧和内侧?②糖链还可以和磷脂分子结合形成糖脂,糖脂有什么作用?③动物细胞膜上还有胆固醇,胆固醇有什么作用?教师可以适当补充胆固醇有关作用的知识,也可以布置学生课后查阅有关资料㊂通过以上问题使学生认识到学习应当先搭建整体的知识框架,再逐步深入㊁层层探究,并利用归纳概括的思维方法,使所学知识体系完整化㊁系统化,语言表述严谨化,从而更好地把握知识的来龙去脉㊂(三)生物膜结构在脂质体中的应用体验创造性思维创造性思维是一种具有开创意义的思维活动,即开拓人类认识新领域㊁开创人类认识新成果的思维活动㊂多媒资料9:一种新的制药工艺是根据生物膜的特性,将磷脂分子制成很小的小球(即脂质体),这些小球可以作为药物的运载体,将药物运送到特定患病部位的细胞处,脂质体膜和细胞膜依赖膜的流动性而发生融合,药物进入细胞中发挥作用,最终达到治疗疾病的目的㊂设计以下问题引发学生的思考:①如果将磷脂分子放入苯-水的混合溶剂中,磷脂分子将会如何分布?②如果用磷脂双分子层包裹能在水中结晶的药物甲(或水溶性药物)和脂溶性药物乙,这两种药物在磷脂双分子层的什么分布位置?(用图3所示,图4说明脂溶性的药物分布在b处,即磷脂双分子层的尾部相对的位置,因尾部具有疏水性;能在水中结晶的药物分布在a处,即磷脂双分子层围成的脂质体的内部,因磷脂分子头部具有亲水性㊂)③如果药物能用磷脂单分子层包裹,则该药物是水溶性的还是脂溶性的?学生容易得到如果是脂溶性药物如图5左侧图所示包裹,如果是水溶性药物如图5右侧图所示包裹)㊂进一步引导学生分析,如果是后一种情况,单层磷脂分子层应处于什么样的环境中?经过思考可知,必须是磷脂外面为油脂类环境时,此结构才能稳定存在,因为磷脂分子尾部具有疏水性㊂通过联系生活实际中用脂质体包裹药物治疗疾病的事例,让学生体验创造性思维㊂创造性思维可以说是在逻辑思维的基础上,结合其他多种思维方法,形成新观点㊁新方法,是学生心智的自主构建活动[2]㊂创造性思维的培养虽然不能像教科书上知识点的学习那样有一定的模式㊁规律可遵循,但是学生在有关知识经验积累基础上,应用适当的科学思维方法,可以做到出其不意,有新的思考㊁新的见解的产生㊂图3图4图5㊀㊀四㊁结语本节课利用生物膜成分和结构的科学史进行教学,有意让学生体验其中蕴藏的科学思维,使学生认识到可以通过对现象和事实的推理㊁分析提出假说,再通过观察和实验来验证假说,继而提出新的问题,最后通过进一步的实验验证㊂这样螺旋上升的深入研究,能提升学生的分析综合归纳㊁演绎与逻辑推理思维;学生在自主合作探究构建流动镶嵌模型过程中,训练了自己归纳与概括思维能力;以生物膜结构在脂质体中的应用,让学生体会科学探究中的创造性思维㊂本节课突出体现了生物学科核心素养中科学思维在一线课堂教学的运用,同时学生在学习知识的过程时,也发展了思维能力㊂参考文献:[1]普通高中生物学课程标准(2017版)[M].北京:人民教育出版社,2018.[2]赵占良.对生物学科核心素养的理解(二) 科学思维及其教学[J].中学生物教学,2019,(10):5-7.[3]翟中和等.细胞生物学[M].高等教育出版社, 2011:54-67.(责任编辑:加顺花)54。

人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》共同成长

共同成长见仁见智关于生物膜结构模型的建立，几位同学谈了自己的看法：同学甲：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。

没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。

同学乙：是的，电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在，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，这些实例都是很好的证明。

同学丙：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。

同学丁：在生命系统中，功能的不同常伴随着结构的差异，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。

同学戊：还有，不同膜的厚度也不完全一样。

同学甲：这些都促进科学家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。

同学丁：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。

我的观点：_________________________________________________________________。

合作共赢小组成员共同设计一个简易实验，获得纯净的细胞膜，以研究其结构与功能。

在实验设计过程中注意考虑以下问题：（1）选取什么样的细胞作为获取纯净细胞膜的来源最好？（2）怎样处理实验材料，才能使细胞破裂？（3）如果将从一个细胞提取膜成分中的磷脂铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积为S。

请预测：该细胞表面积应该多大？。

人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》互动课堂

互动课堂疏导引导一、细胞膜结构及其特点1.成分：磷脂分子和蛋白质分子。

2.结构：中间是磷脂双分子层为基本支架，蛋白质分子镶嵌、贯穿或覆盖在其内外两侧，外表有一层糖被。

3.结构特点：具有一定的流动性。

案例1变形虫可以吞噬整个细菌，这一事实说明了（）A.细胞膜具有选择透过性B. 细胞膜具有一定的流动性C. 细胞膜具有全透性D. 细胞膜具有保护作用【剖析】根据细胞膜的选择透过性，细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

变形虫可以吞噬整个细菌，显然不能说明细胞膜的选择透过性，而恰好表明细胞膜具有一定的流动性，即构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动。

因此，变形虫吞噬整个细菌和细胞膜的结构特点有关。

【答案】 B【借题发挥】掌握细胞膜的特点：①具有一定的流动性。

②具有选择透过性。

③具有磷脂双分子层结构。

1.细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（）A.磷脂排列成双分子层B.两侧膜物质分子排列不对称C.球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层D.膜物质分子的运动使其有流动性思路解析：细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，在磷脂分子两侧有球形蛋白质分子覆盖在其表面，或镶嵌、贯穿于其中。

构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的，这种特点使细胞膜具有一定的流动性，这对于细胞完成各种生理功能非常重要。

答案：D2.变形虫能吞噬整个细菌，这一事实说明了（）A.细胞膜具有选择透过性B.细胞膜具有一定的流动性C.细胞膜具有一定的全透性D.完整的保护作用思路解析：变形虫是单细胞生物，它的运动依靠细胞膜的流动性。

答案：B二、细胞膜的流动性和选择透过性构成细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，这两种分子都能进行相对的运动，导致整个细胞膜具有一定的流动性。

细胞的胞吞和主动运输过程中载体的运动都是证明细胞膜有一定流动性的实例。

细胞膜的选择透过性是指细胞膜对进出细胞的物质具有一定的选择性，主要表现为：水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

人教版高中生物必修一第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型课件

三层结构
蛋白质—脂质—蛋白质
1970年
人、鼠细胞融合实验。
膜具流动性
1972，桑格新的观察和实验证据的基础
和尼克森上，提出分子结构模型。
流动镶嵌模型
小结概念图
生物膜结构特点
功能特性
③一定的流动性
④选择透过性
① 磷脂双分子层 ②蛋白质分子决定
结构组成
结构探究历程
思考
在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?
电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。
生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构（三明治模型）。
称之为单位膜
三明治模型
要点：12..蛋静白态质结均构匀分布在脂双层的两侧（对称）
分组讨论
质疑：把生物膜描述为静态的刚性结构，显然与膜很多功能（如细胞生长、分裂；变形等）相矛盾。
预测了脂空质气分子的排列方式。那水么，蛋白质又
位于膜中的什么位置?
水溶液环境 (外)
连续两层排列
水溶液环境 (内)
4.对生物膜模型的探索——脂质和蛋白质的排布方式（一）
资料5： 1959年罗伯特森在电子显微镜下看到细胞膜清晰的暗—亮— 暗的三层结构。
细胞膜结构的电镜照片
假说：
关于电镜成像知识·······
荧光标记膜蛋白
诱导融合
40分钟后
370C
结论：细胞膜具有流动性
鼠细胞
7.对生物膜模型的探索——脂质和蛋白质的排布方式（四）
资料8：时间：1972年人物：桑格和尼克森假说：流动镶嵌模型
P67思考与讨论
1.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？

人教课标版高中生物必修1《生物膜的流动镶嵌模型》名师教案

第4章细胞的物质输入和输出第2节生物膜的流动镶嵌模型教学设计【教学目标】知识与能力目标（1）通过观看图片、师生交流，能够简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；（2）通过资料分析，能够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，尝试阐述科学发展的一般规律。

学科素养（1）基础知识（生物膜的流动镶嵌模型、生物膜的流动性）；（2）基本技能（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；培养学生推理能力和想象力）；（3）基本思想（使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辩证观点；认识到科学技术发展的一般规律）；（4）基本活动经验（发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构）。

【教学重难点】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。

【教学过程】染成砖红色设问：这两个实验分别说明细胞膜中除了脂质外还含有什么成分？教师归纳：细胞膜主要由脂质中的磷脂、和蛋白质组成。

探究细胞膜组成成分的结合方式任务二：探索脂质分子的排布【过渡】：细胞膜中的化学成分是怎样有机结合构成细胞膜的呢？我们需要知道磷脂和蛋白质的排列方式。

首先我们先来先来认识磷脂的化学结构。

【展示资料3】磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸组成的分子其“头部”是亲水的，其“尾部”是疏水的。

设问1：如果将磷脂滴在水面上，磷脂分子将怎样排布在水和空气的界面上？设问2：如果将磷脂滴入水中，磷脂分子又将如何排布？如果以草履虫为例，其膜内外都是水，哪种排列形式与其功能最合适？设问3：通过以上例子，我们推断，磷脂分子在细胞膜中最可能是以单层还是双层排列的？【展示资料4】1925年，科学家用有机溶剂提取了人类【讨论构建物理模型1】根据资料，以手中盘子的边沿为水和空气的界面，上面为空气，下面为水，让各个小组学生摆出所认为的排列方式。

（教师边引导边来回巡视，同时展示出错误与正确的模型，让学生选择和修正）。

人教版高中生物必修第四章生物膜的流动镶嵌模型文稿演示

在空气—水界面上是如何排布的（尝试构建模型） :
磷脂单分子层
空气水
亲水的头部疏水的尾部
4
疑问：生物膜中的磷脂是如何排布的？是单层结构？还是双层结构？
水细胞膜水
5
发现实验3：1925年，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。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1972年，桑格和尼克森提出了生物膜流动镶嵌模型：
细胞膜的结构模型示意图 1 7
思考问题： 1.生物膜的基本骨架是什么？ 2.蛋白质分子在生物膜中的分布方式有哪些？ 3.生物膜具有流动性的原因有哪些？ 4.糖被有哪些功能？它分布在细胞膜的哪侧？
1 8
概念图
板书
生物膜流动镶嵌模型
人教版高中生物必修第四章生物膜的流动镶嵌模型文稿演示
一、生物膜结构的探索历程
（一）从生理功能入手对生物膜组成成分的探索
发现实验1：19世纪末，欧文顿细胞膜通透性实验。
凡不溶于脂质的物质
●
知识链接：
凡溶于
物质的相似相溶性：通俗
脂质的物质的讲就是“结构相似的物质容
易相溶”。
●
提出假说：
细胞膜通透性实验
实验现象：生物膜中的膜蛋白有的很容易分离，有的则很难….
对罗伯特森模型的质疑二：生物膜中的蛋白质是全部平铺在磷脂的两侧表面吗？
冰冻蚀刻电镜技术带来了新模型
新技术带来新模型
二十世纪70年代，随着冰冻蚀刻电镜技术的成熟，科学家通过对细胞膜的观察构建了蛋白质的分布的新模型。
将标本置于-100˚C的干冰或-196˚C 的液氮中，进行冰冻，然后用冷刀骤然将标本断开，升温后冰升华，暴露出断面结构，称为蚀刻。在电镜下得到的影像即代表标本中细胞断裂面处的结构。

人教版高中生物必修一第四章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》表格教学设计

制作生物膜模型的废旧物品（包裹中药丸的球形蜡壳、电线、解剖针、泡沫塑料等）
学生分组制作模型，并派代表上台进行演示讲解。
学生动手制作模型和提问强化生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容。
课后练习
老师安排相应课后练习
完成练习并上交
加深巩固所学知识
教学流程图
七、教学评价设计
以课后习题形式对学生的学习活动和获得做一个评价
1、科学史教学策略：
通过展示历代科学家对生物膜结构的探索过程，帮助学生了解细胞膜流动镶嵌模型结构的一步步完善，引导学生学会领悟科学家敢于大胆猜测和严谨推理、实验和完善的科学态度。
2、情景创设教学策略：
教师通过展示细胞膜成分组成，通过游戏让学生尝试使双分子磷脂排列的步骤，让学生更能体会到双分子层的排列情况；以图片、视频等展示各个实验的探究过程。
在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中1972年谁提出的流动镶嵌模型为大家所接受？
学生阅读课本后回答：桑格和尼克森
ppt展示1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型示意图。
学生阅读课文，结合PPT展示的流动镶嵌模型示意图思考和总结
让学生进一步认同技术进步推动了假说的发展，并且假说不断被修正和完善。
实验三：1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍
邀请学生到讲台电脑前进行小游戏flash：磷脂双分子是如何排列的？它具有亲水性和亲油性，这两层是怎么组合一起的？
2、树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点。
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

人教版高中生物必修一：生物膜的流动镶嵌模型

人教版高中生物必修一：生物膜的流动镶嵌模型高中课程标准•生物必修1第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型一、内容及其解析1．内容：①对生物膜结构的探索历程②流动镶嵌模型的基本内容。

2．解析：学习本节知识，要注意用“结构与功能相适应”的观点来分析细胞膜的结构与其功能之间的关系。

二、目标及其解析1．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。

2．解析：（1）描述生物膜的结构。

（2）清楚实验技术的进步在建立生物膜模型的过程中所起的作用。

（3）构建生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。

三、教学问题诊断分析在教学过程中，通过积极引导学生观察并分析实验现象，大胆提出实验假设，让学生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。

四、教学支持条件分析以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程教学目标。

本节课采用“引导—观察分析实验现象—提出假设—实验验证再分析”的教学模式，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，尤其在体验生物膜的探索历程上给学生以动态的感觉。

本节安排1课时。

五、教学过程设计（一）教学基本流程（二）教学情景问题1：设问导入：生物膜的功能是什么？其功能特性是什么？为什么生物膜表现出这样的特性？设计意图：复习学过知识，温故知新。

师生活动：学生思考回答。

问题2：问题探讨问题（1）：在制作真核细胞三维结构模型的活动中，某同学分别用三种材料做细胞膜：塑料袋、普通布和弹力布，应选哪种好？选择合适的材料，是科学实验成功的关键。

那么选择哪种材料制作细胞膜模型，更适于体现细胞膜的功能呢？问题（2）：弹力布有弹力性，那它能完全具有生物膜的特点吗？教师引述：显然弹力布不具有生物膜的选择透过功能，那么生物膜究竟具有怎样的结构呢？科学家也是带着这些问题，进行了探索生物膜结构的探索。