2019-2020年高中生物 細(xì)胞的生物膜系統(tǒng) 第二課時(shí)教案 必修1一、復(fù)習(xí)提問 大屏幕顯示：1.什么叫做生物膜？2.生物膜的結(jié)構(gòu)特性和功能特性是什么？ 3.如何證明細(xì)胞內(nèi)的生物膜在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性？導(dǎo)入新課：各種生物膜不僅在結(jié)構(gòu)上有一定的聯(lián)系，而且在功能上也有一定的聯(lián)系。二、新課學(xué)習(xí)1知識(shí)的鋪墊：（1）蛋白質(zhì)的合成場所是什么？（2）核糖體有哪幾種存在形式？教師引導(dǎo)：這兩種類型的核糖體所合成的蛋白質(zhì)有何不同呢？大屏幕顯示資料：蠶的絲腺細(xì)胞在5齡的初期主要是細(xì)胞本身增大，這時(shí)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體多為游離型的，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很貧乏。但到5齡的后半期，腺細(xì)胞開始大量合成和分泌絲心蛋白時(shí)，則核糖體都與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成發(fā)達(dá)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。提問：通過上述事實(shí)你可得出什么結(jié)論？（學(xué)生思考并回答）教師總結(jié)：絲心蛋白是在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成的，它是一種分泌蛋白。大屏幕顯示：科學(xué)家在研究分泌蛋白的合成和分泌時(shí)，發(fā)現(xiàn)了各種生物膜在功能上有一定的聯(lián)系。2證明各種生物膜在功能上有一定的聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)介紹。（1）大屏幕顯示資料：簡介顯微放射自顯影法。利用所研究物體中的放射性物質(zhì)（示蹤物質(zhì)）放出的射線對照相底片或乳膠的作用，從而得知在所研究物體中預(yù)測成分的分布。這種方法稱放射性自顯影法。應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)或組織學(xué)則稱顯微放射自顯影法。這種方法的基本過程是，先使細(xì)胞吸收含有示蹤原子的化合物，然后把這種組織細(xì)胞制成切片，是液體乳膠涂于其上，經(jīng)過一定時(shí)間的曝光（即放射性物質(zhì)放出的射線落在乳膠上使其溴化銀還原而析出金屬銀，這個(gè)過程成為自顯過程，亦稱曝光），再進(jìn)行顯影和定影手續(xù)。根據(jù)乳膠上出現(xiàn)的銀粒在細(xì)胞中的位置，便可判斷放射性物質(zhì)（或由這種放射性以及其他物質(zhì)合成的化合物）在細(xì)胞內(nèi)的分布。（2）教師說明：豚鼠胰臟腺泡細(xì)胞分泌物形成過程的研究即采用了此方法。首先給動(dòng)物注射氚(3H)標(biāo)記的亮氨酸，進(jìn)行3 min的脈沖標(biāo)記，然后制作電鏡的顯微放射自顯影標(biāo)本。課件顯示觀察結(jié)果是：被標(biāo)記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。教師提問：被標(biāo)記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中說明了什么？（學(xué)生思考并回答）。 課件繼續(xù)顯示：脈沖標(biāo)記后17 min和117 min后的情況。學(xué)生仔細(xì)觀察并回答下列問題。 17 min和117 min后被標(biāo)記的氨基酸相繼出現(xiàn)在哪些部位？ 與此分泌物的合成和分泌有關(guān)的結(jié)構(gòu)有哪些？ 這些分泌物的運(yùn)輸方向是怎樣的？ 這些分泌物通過哪種方式被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外？ 課件連續(xù)顯示豚鼠胰臟腺泡細(xì)胞分泌物形成過程，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分泌蛋白的合成與分泌的過程。 核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細(xì)胞膜細(xì)胞外 設(shè)問：在核糖體上合成的分泌蛋白，為什么要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，而不是直接運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜呢？內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體與蛋白質(zhì)的形成有何關(guān)系呢？教師引導(dǎo)學(xué)生思考并復(fù)習(xí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的功能。教師講解：在核糖體上翻譯出的蛋白質(zhì)，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后，還要經(jīng)過一些加工，如折疊、組裝、加上一些糖基團(tuán)等，才能成為比較成熟的蛋白質(zhì)。然后，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹著蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，把蛋白質(zhì)輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進(jìn)一步的加工。接著，高爾基體邊緣突起形成小泡，把蛋白質(zhì)包裹在小泡里，運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，小泡與細(xì)胞膜融合，把蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。在分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要大量的能量。 小結(jié)：綜上所述，細(xì)胞內(nèi)的各種生物膜不僅在結(jié)構(gòu)上有一定的聯(lián)系，在功能上也是既有明確的分工，又有緊密的聯(lián)系。各種生物膜相互配合，協(xié)同工作，才使得細(xì)胞這臺(tái)高度精密的生命機(jī)器能夠繼續(xù)、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，它們所形成的結(jié)構(gòu)體系，叫做細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。（引出下一個(gè)專題） 3生物膜系統(tǒng)的重要作用。（1）學(xué)生根據(jù)已有的各種生物膜的基礎(chǔ)知識(shí)，加以討論、分析，試述生物膜的重要作用。（2）學(xué)生閱讀課本，總結(jié)生物膜系統(tǒng)的重要作用。（3）教師設(shè)計(jì)問題，溫故知新，加深學(xué)生對知識(shí)的理解。 細(xì)胞膜使細(xì)胞所具有的內(nèi)環(huán)境與人體的內(nèi)環(huán)境有何區(qū)別？細(xì)胞膜在控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)是如何發(fā)揮作用的？列舉實(shí)例說明在生物膜上發(fā)生的重要的化學(xué)反應(yīng)。教師介紹：20世紀(jì)70年代以來，由于各種新的物理、化學(xué)的技術(shù)和方法的使用，使得生物膜的研究已深入到分子水平，并且取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，成為分子細(xì)胞生物學(xué)研究中的前沿領(lǐng)域之一。（引出下一個(gè)專題）4研究生物膜的重要意義。（1）大屏幕顯示資料：生物膜與膜生物工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的介紹。生物膜與膜生物工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是由中國科學(xué)院與我國著名的北京大學(xué)、清華大學(xué)有關(guān)實(shí)驗(yàn)室組成的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室之一，它是在中國科學(xué)院動(dòng)物研究所、北京大學(xué)生物系、清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系有關(guān)從事生物膜及工程的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上于1988年創(chuàng)建的，1990年建成，向國內(nèi)外開放。中國科學(xué)院動(dòng)物研究所膜生物化學(xué)分實(shí)驗(yàn)室 清華大學(xué)膜生物物理分實(shí)驗(yàn)室北京大學(xué)興奮膜電生理分實(shí)驗(yàn)室 主要研究方向：在近代生物學(xué)與近代物理學(xué)及有關(guān)工程學(xué)科相互結(jié)合的基礎(chǔ)上，探討生物膜的能量轉(zhuǎn)換、信息識(shí)別與傳遞和物質(zhì)轉(zhuǎn)移等基本生命現(xiàn)象的分子機(jī)理及其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；揭示這些與生物膜密切相關(guān)的基本生命過程的內(nèi)在聯(lián)系。一方面，為發(fā)展膜分子生物學(xué)和解決生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及農(nóng)學(xué)中的重大理論問題服務(wù)，如腫瘤和其他主要疾病的防治，神經(jīng)和免疫功能的調(diào)節(jié)，發(fā)育和遺傳的控制等；另一方面，通過生物膜的人工模擬研究，當(dāng)前著重運(yùn)用人工膜生物技術(shù)作為藥物和遺傳物質(zhì)的定向?qū)н\(yùn)系統(tǒng)，為解決醫(yī)學(xué)臨床和動(dòng)、植物和微生物遺傳工程等方面的重大實(shí)際問題服務(wù)。從較長遠(yuǎn)的發(fā)展方向上看，膜生物工程將包括在闡明生物膜的換能機(jī)理、選擇透性、信息感受、識(shí)別和傳遞等工作原理的基礎(chǔ)上結(jié)合其他工程技術(shù)發(fā)展“生物換能器”、“生物分離濃縮器”、“生物傳感器”、“生物電子計(jì)算機(jī)”及“生物光計(jì)算機(jī)”等新興技術(shù)領(lǐng)域，更廣泛地為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)服務(wù)。 主要研究成果： 研究了線粒體氧自由基的生成、轉(zhuǎn)移和靶向的作用機(jī)制，提出活性氧理論。 研究了Mf細(xì)胞膜上離子通道活動(dòng)的變化與GM一CSF激活過程的關(guān)系以及Mf與NK細(xì)胞對同種和異種抗原的識(shí)別作用。 研制出對癌細(xì)胞惡性增殖有較強(qiáng)抑制活性的藥物和有明顯降糖效果的口服脂質(zhì)體新劑型。 蛋白質(zhì)構(gòu)象變化及基因?qū)氲难芯?。用表面園二色譜法以及FTIRATR（全內(nèi)反射傅利葉紅外譜）和固體熒光譜法測定了蛋白質(zhì)與生物醫(yī)用材料表面作用后蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化；在國內(nèi)率先建立了磁園二色譜（MCD）技術(shù)，在蛋白質(zhì)二維晶體組裝的基礎(chǔ)研究和突觸形成過程中突觸前后膜相互作用的研究中，都取得了許多重要的成果。研制并開展了一系列導(dǎo)入外源基因的新方法，用超聲波法在植物完整細(xì)胞及組織塊中實(shí)現(xiàn)外源基因的轉(zhuǎn)移。 細(xì)胞膜離子通道特性的研究。人工合成的22肽在肌細(xì)胞膜上組裝成具有離子選擇性的通道，分離純化了具有生物活性的抗嗎啡肽和芋螺毒素，在離子通道水平上研究其作用機(jī)理；闡明心肌細(xì)胞早后去極化的發(fā)生機(jī)制、電生理學(xué)特性及各種抑制因素。（2）介紹科學(xué)技術(shù)在攻克人類疾病、提高糧食產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)等方面的例子。（課前可以給學(xué)生布置作業(yè)，通過網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙、雜志等渠道收集相關(guān)資料，經(jīng)篩選后，課上交流）（3）歸納研究生物膜的重要意義。結(jié)束語：生物膜與膜生物工程是現(xiàn)代生物科學(xué)的重大方向之一，它將近代生物學(xué)與近代物理學(xué)及有關(guān)工程學(xué)科互相結(jié)合起來，對闡明生物能量轉(zhuǎn)換、信息識(shí)別、傳遞和物質(zhì)轉(zhuǎn)移等諸多生命現(xiàn)象具有重大意義，同時(shí)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及農(nóng)學(xué)中具有實(shí)際應(yīng)用的前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以更廣泛地為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)服務(wù)。 重點(diǎn)提示1在教學(xué)過程中注意與高中必修教材相關(guān)內(nèi)容的銜接，使學(xué)生明確知識(shí)的整體性。教師可以通過設(shè)計(jì)的問題，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，在激活學(xué)生原有知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)。2注意區(qū)別生物膜和生物膜系統(tǒng)這兩個(gè)概念。3適當(dāng)補(bǔ)充一些資料，使學(xué)生知道相關(guān)知識(shí)發(fā)展的新動(dòng)向，了解一些科研的方法，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的閱讀和分析能力。