2014屆高一生物 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型示范教案 新人教版

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1、 第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 ●從容說(shuō)課 通過(guò)對(duì)上一節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)明白了細(xì)胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜，那這種選擇性是如何實(shí)現(xiàn)的呢？則與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，這一節(jié)就是要解決膜的結(jié)構(gòu)是怎樣的。本節(jié)主要包括了兩大部分內(nèi)容：1.科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。這是一個(gè)很好的科學(xué)史教育素材，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，使學(xué)生切身感受科學(xué)的魅力，自然而然地接受流動(dòng)鑲嵌模型的理論，更重要的是讓學(xué)生加深對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法的理解，明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作；科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理，還必須通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證；科學(xué)學(xué)說(shuō)

2、不是一成不變的，需要不斷修正、發(fā)展和完善；科學(xué)發(fā)展與技術(shù)有很大的關(guān)系，技術(shù)的進(jìn)步可以更好地促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。2.細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說(shuō)中，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍接受認(rèn)同的，能較好地解釋人們對(duì)細(xì)胞膜功能的認(rèn)識(shí)，學(xué)生必須展開想象力，在頭腦中構(gòu)建細(xì)胞膜的空間結(jié)構(gòu)，理解和掌握流動(dòng)鑲嵌模型的基本要點(diǎn)，這對(duì)于更好的理解下一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。 本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)上主要突出科學(xué)史的教育，科學(xué)史的教學(xué)是在新教材中特別強(qiáng)調(diào)和突出的，在舊教材中涉及不多，要教好不容易。老師備課過(guò)程要細(xì)致策劃如何有效地引導(dǎo)學(xué)生分析不同時(shí)期不同科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)及假說(shuō)，評(píng)價(jià)他們的貢

3、獻(xiàn)；要能通過(guò)一連串的環(huán)環(huán)相扣的問題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思維，要讓學(xué)生感到身臨其境，仿佛自己就是那個(gè)科學(xué)家在思考研究；最后讓學(xué)生從中總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律?？茖W(xué)史的教學(xué)必須抓住主線，言語(yǔ)簡(jiǎn)潔，不要贅述過(guò)多的枝節(jié)，否則學(xué)生容易混淆，把正確的觀點(diǎn)給記錯(cuò)了。 細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型這個(gè)難點(diǎn)的解講可以通過(guò)多媒體課件來(lái)突破，有順序和層次地介紹。要求學(xué)生發(fā)揮空間想象力，在頭腦中構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)，理解各種成分是如何空間分布的。另外這部分內(nèi)容與前面所學(xué)的細(xì)胞膜的化學(xué)成分有密切聯(lián)系，可以結(jié)合起來(lái)。這樣學(xué)生可以更好地明白為什么說(shuō)“細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，少量是多糖”。總結(jié)時(shí)強(qiáng)調(diào)細(xì)胞膜在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是具有

4、流動(dòng)性。 ●三維目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 （1）簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 （2）舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)。 （3）嘗試?yán)脧U舊物制作生物膜模型。 （4）通過(guò)分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。 2 / 20 2.過(guò)程與方法 （1）通過(guò)分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，嘗試提出問題，作出假設(shè)。 （2）發(fā)揮空間想象力，通過(guò)制作模型，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）生物膜結(jié)構(gòu)的研究是立足于生物膜所具有的功能特點(diǎn)上開展的，樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辯證觀點(diǎn)。 （2）正確認(rèn)識(shí)科學(xué)價(jià)值觀，理解假說(shuō)的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察

5、的依據(jù)，需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。 （3）正確認(rèn)識(shí)技術(shù)在科學(xué)研究中所起的作用。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.科學(xué)家對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。 2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型學(xué)說(shuō)的基本內(nèi)容。 ●教學(xué)難點(diǎn) 1.對(duì)科學(xué)探究過(guò)程的分析，如何體現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一。 2.生物膜的空間立體結(jié)構(gòu)。 3.生物膜的流動(dòng)性特點(diǎn)。 ●教具準(zhǔn)備 1.與生物膜結(jié)構(gòu)探索過(guò)程相關(guān)的科學(xué)家圖片及其實(shí)驗(yàn)圖片。 2.生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的多媒體演示課件。 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 ［課前準(zhǔn)備］ （1）由于本節(jié)課內(nèi)容跳躍較快，需要在一節(jié)課時(shí)間內(nèi)展示近兩百年來(lái)人們對(duì)細(xì)胞膜認(rèn)識(shí)的過(guò)程

6、，而學(xué)生對(duì)這過(guò)程中所提及的實(shí)驗(yàn)及一些結(jié)論又比較陌生，所以課前老師要精心組織好相關(guān)圖片，按時(shí)間順序依次展示，給學(xué)生以感性的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生能較快建立對(duì)科學(xué)史的理解。 （2）準(zhǔn)備生物流動(dòng)鑲嵌模型的多媒體演示課件，重點(diǎn)突破：①膜的空間立體結(jié)構(gòu)，各種成分是如何排列的；②生物膜的流動(dòng)性。 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 教師：同學(xué)們，在上一節(jié)課中，通過(guò)對(duì)幾種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例，我們明白了生物膜是一種半透膜，一些小分子可以自由通過(guò)，一些分子則不能自由通過(guò)，但細(xì)胞膜又不是純物理意義上的半透膜，它是有生理活性的，能對(duì)一些離子和小分子進(jìn)行選擇性通過(guò)。所以生物膜更是一種選擇透過(guò)性膜。那為什么會(huì)有選擇性呢？生物膜是靠什么機(jī)制來(lái)對(duì)不

7、同的物質(zhì)進(jìn)行選擇的呢？這就跟細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，我們接下來(lái)學(xué)習(xí)生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 在前面我們制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型中，當(dāng)時(shí)也遇到過(guò)用什么材料做細(xì)胞膜的問題，很多組的同學(xué)都沒有很好地解決。我們要從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度分析，用什么材料做細(xì)胞膜，能更好地體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能。首先，我們來(lái)總結(jié)一下我們已知的細(xì)胞膜的特點(diǎn)有哪些。 學(xué)生：細(xì)胞膜很薄，是細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的邊界。 學(xué)生：細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出，讓一部分物質(zhì)通過(guò)，其他物質(zhì)不能通過(guò)。 學(xué)生：植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)告訴我們，細(xì)胞能夠在一定范圍內(nèi)脹大和縮小，說(shuō)明細(xì)胞膜具有一定的彈性。 教師：很好，現(xiàn)在

8、有三種材料：塑料袋、普通布和彈力布，用哪種更適合于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能呢？ 學(xué)生：塑料袋只能滿足作為系統(tǒng)邊界的要求，普通布能夠滿足系統(tǒng)的邊界和讓一部分物質(zhì)透過(guò)這兩項(xiàng)功能的要求，只有彈力布能夠滿足前面提到的三項(xiàng)功能的要求。 教師：那也就是說(shuō)彈力布較適合制作細(xì)胞膜，大家再調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，你還能想出更好的材料做細(xì)胞膜嗎？要找到更好的材料，我們還需要對(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有更深的認(rèn)識(shí)。 ［師生互動(dòng)］ 1.對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)是有一個(gè)過(guò)程的，科學(xué)家當(dāng)年正是懷著對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象產(chǎn)生的疑問，開始了對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的孜孜以求地探索，歷經(jīng)了一百多年時(shí)間，走過(guò)了一條曲折的道路，直到現(xiàn)在仍

9、有許多科學(xué)家在繼續(xù)深入研究。讓我們一起重溫一下這段歷史，會(huì)讓大家對(duì)科學(xué)過(guò)程和本質(zhì)的理解有所啟發(fā)。 問題（1）：一種物質(zhì)或物體的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是指其組成成分之間的組合形式。要弄清一種物質(zhì)或物體的結(jié)構(gòu)，首先要弄清其組成成分。那么，細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？ 展示材料①：歐文頓及其實(shí)驗(yàn)相關(guān)的圖片 時(shí)間：19世紀(jì)末 1895年 人物：歐文頓（E. Overton） 實(shí)驗(yàn)：用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過(guò)上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。 提出假說(shuō)：膜是由脂質(zhì)組成的。 圖4－2－

10、1 教師：大家看，最初認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)對(duì)膜成分的提取和鑒定？ 學(xué)生：是從生理功能上入手，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析的。 教師：歐文頓的分析假說(shuō)是如何提出的呢？ 學(xué)生：根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评淼贸鰜?lái)的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。 教師：那在推理分析得出結(jié)論之后，還有沒有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？ 學(xué)生：有必要，通過(guò)鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問題。 教師：那為什么一開始不直接對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢： 學(xué)生：當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)。 教師：是的，這說(shuō)明技術(shù)對(duì)科學(xué)研究的重要作用，直至20

11、世紀(jì)初，科學(xué)家才能第一次將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中分離出來(lái)，化學(xué)分析表明，膜的主要成分的確是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。從而以實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了歐文頓的假說(shuō)是成立的。也就是說(shuō)假說(shuō)是在實(shí)驗(yàn)與觀察的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，同時(shí)又需要更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。 問題（2）：清楚了膜的化學(xué)組成后，接下來(lái)就要探索這些物質(zhì)是如何組成膜的了。 朗繆爾Irving Langmuir在水盤中展開的是磷脂分子（如圖4－2－2），磷脂分子是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，結(jié)構(gòu)既有疏水基團(tuán)（尾部），又有親水基團(tuán)（頭部）。因?yàn)榱字肿拥摹邦^部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。這樣磷脂分子可以在空

12、氣和水的界面上展開為一層。 圖4－2－2 圖4－2－3 展示材料②：Gorter 和Grendel對(duì)血影的研究 時(shí)間：1925年 人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel 圖4－2－4 實(shí)驗(yàn)：兩位科學(xué)分離純化了紅細(xì)胞，從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類，按Langmuir的方法進(jìn)行展層，并比較展層后的脂單層的面積和根據(jù)體積所推算的總面積，發(fā)現(xiàn)提取的脂鋪展后所測(cè)的面積同實(shí)際測(cè)量的紅細(xì)胞的表面積之比為（1.8～2.2）∶1，約為兩倍。 教師：假如你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，當(dāng)你做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)單分子的磷脂分子正好是紅細(xì)胞的兩倍時(shí)，大膽地展開你

13、的想象力，你能做出什么假說(shuō)？ 學(xué)生：細(xì)胞膜中的磷脂是兩層的。 教師：很好，科學(xué)家也正是因測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連續(xù)的兩層這一假說(shuō)。說(shuō)明你們也具有了一點(diǎn)科學(xué)家的思維能力了，假說(shuō)的提出不僅需要有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)還需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂罅Α? 問題（3）：那蛋白質(zhì)和磷脂的位置關(guān)系又是如何的呢？ 展示材料③：J. Danielli ＆ H. Davson的三明治模型 時(shí)間：1935年 人物：J. Danielli ＆ H. Davson 實(shí)驗(yàn)：J. Danielli ＆ H. Davson 1935 發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜的表面張力比油—水界

14、面的張力低得多，推測(cè)膜中含有蛋白質(zhì)。 提出假說(shuō)：提出了“蛋白質(zhì)—脂類—蛋白質(zhì)”的三明治模型。認(rèn)為質(zhì)膜由雙層脂類分子及其內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。1959年在上述基礎(chǔ)上提出了修正模型。 展示材料④：羅伯特森的單位膜模型 時(shí)間：1959年 人物：J. D. Robertson羅伯特森 圖4－2－5 圖4－2－6 實(shí)驗(yàn)：用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—明—暗三層結(jié)構(gòu)（如圖4－2－6），厚約7.5 nm，它由厚約3.5 nm的雙層脂質(zhì)分子和內(nèi)外表面各為厚約2 nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。 提出假說(shuō)：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，

15、極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過(guò)靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)—磷脂—蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)，稱之為單位膜。他提出真核細(xì)胞與原核細(xì)胞具有相同的膜結(jié)構(gòu)。單位膜模型的主要不足在于：把生物膜的結(jié)構(gòu)描述成靜止的、不變的，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。 單位膜結(jié)構(gòu)模型繼承了前人的有關(guān)“脂雙層”和“蛋白質(zhì)—脂類—蛋白質(zhì)”三明治模型的結(jié)論，又成功地利用了先進(jìn)的電子顯微鏡的觀察結(jié)果作為證據(jù)。但是他將生物膜描述為靜態(tài)的剛性的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)很快又被新的技術(shù)手段下的實(shí)驗(yàn)所否定。 問題（4）：有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)不是靜態(tài)的呢？ 展示材料⑤：熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)

16、 時(shí)間：1970年 人物：Larry Frye等 實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同熒光抗體標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜種細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。 提出假說(shuō)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。 質(zhì)膜的流動(dòng)性是保證其正常功能的必要條件。例如物質(zhì)跨膜運(yùn)輸、細(xì)胞信息傳遞、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動(dòng)性密切相關(guān)。熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，成功地指出細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。 實(shí)際上，一些很簡(jiǎn)單的例子也能說(shuō)明膜具有流動(dòng)性，如我們初中學(xué)習(xí)的白細(xì)胞會(huì)吞噬細(xì)菌就是一個(gè)很好的例子。大家再想想類似的還有什么例子？ 學(xué)生：變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)。

17、學(xué)生：植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離。 學(xué)生：動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮。 教師：很好，在繼承前人的結(jié)論基礎(chǔ)上，結(jié)合新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，又有科學(xué)家提出一些關(guān)于生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型。其中1972年桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。 好，學(xué)到這里，縱觀整個(gè)人們對(duì)建立生物膜模型的探索過(guò)程，我們有些話題想讓大家思考討論。 2.以討論小組的形式開展課堂討論交流 （1）生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的看法。 學(xué)生：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無(wú)缺。人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無(wú)止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)膜的研究將

18、更加細(xì)致入微，對(duì)膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動(dòng)鑲嵌模型。 的確，流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍認(rèn)同的，但它無(wú)法完美地回答生物膜的所有功能。所以后來(lái)不斷提出一些新的模型，如Wallach于1975年提出晶格鑲嵌模型；Jain和White于1977年提出板塊鑲嵌模型等，迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達(dá)幾十種之多，生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是趨向一致的。其要點(diǎn)和特點(diǎn)基本相同，主要包括膜的分子組成和結(jié)構(gòu)特征。 （2）縱觀整個(gè)人們對(duì)建立生物膜模型的探索過(guò)程，你能談?wù)剬?shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用？ 學(xué)生：在建立生物膜模型的過(guò)程中

19、，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。如血影的制取和化學(xué)成分的鑒定技術(shù)使人們認(rèn)識(shí)膜的化學(xué)組成；電子顯微鏡的誕生使人們終于看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術(shù)和掃描電子顯微鏡技術(shù)使人們認(rèn)識(shí)到膜的內(nèi)外兩側(cè)并不對(duì)稱；熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)又證明了膜的流動(dòng)性等。沒有這些技術(shù)的支持，人類的認(rèn)識(shí)便不能發(fā)展。 （3）分析生物膜模型的建立過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是如何得到體現(xiàn)的？ 學(xué)生：在建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)；使人類一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。在生命系統(tǒng)中，一般來(lái)說(shuō)，功能的不同常伴隨著結(jié)構(gòu)

20、的差異，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，這顯然與不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。還有，不同膜的厚度也不完全一樣。由此促進(jìn)學(xué)者們重新研究脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的問題。一些學(xué)者使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用紅外光譜等技術(shù)證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)又證明，脂雙層中分布有蛋白質(zhì)顆粒，這樣又發(fā)展了生物膜模型。生物膜中存在不同種類的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)在生物膜中的不同分布情況，恰能較好地解釋不同結(jié)構(gòu)的生物膜具有不同的生理功能。 （4）分析生物膜模型的建立過(guò)程，你受到什么啟示？ 學(xué)生：科學(xué)研究是要在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂螅岢黾僬f(shuō)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步

21、地驗(yàn)證假說(shuō)。 學(xué)生：科學(xué)研究依賴于技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)進(jìn)步了，可以得到更多新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 學(xué)生：科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作。 學(xué)生：科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程不是一帆風(fēng)順的，往往是在繼承的基礎(chǔ)上不斷驗(yàn)證、修正和完善發(fā)展的。 學(xué)生：科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理，還必須通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證；科學(xué)學(xué)說(shuō)不是一成不變的，需要不斷完善。 …… 教師：那流動(dòng)鑲嵌模型的具體內(nèi)容是如何的呢？ ［教師精講］ 流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 結(jié)合課件展示依次介紹： （1）磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部相對(duì)朝向內(nèi)側(cè)。 圖4－2－7 （2）

22、蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。這里體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性。 圖4－2－8 （3）在細(xì)胞膜的外側(cè)，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)構(gòu)合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間的信息交流有密切聯(lián)系。 圖4－2－9 （4）磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。膜脂分子的運(yùn)動(dòng)有多種形式： ①側(cè)向擴(kuò)散：同一平面上相鄰的脂分子交換位置。②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)。③擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行左右擺動(dòng)。④伸縮震蕩：脂肪酸鏈沿著與縱軸進(jìn)行伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)。⑤翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子從脂雙

23、層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層，是在翻轉(zhuǎn)酶的催化下完成。⑥旋轉(zhuǎn)異構(gòu)：脂肪酸鏈圍繞C—C鍵旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)。 圖4－2－10 （5）大多數(shù)的蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動(dòng)的，也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。 ［評(píng)價(jià)反饋］ 1.精選練習(xí) （1）變形蟲的任何部位能伸出偽足，人體的某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理活動(dòng)的完成說(shuō)明細(xì)胞膜具有下列哪一特點(diǎn) A.選擇透過(guò)性 B.一定的流動(dòng)性 C.保護(hù)作用 D.細(xì)胞識(shí)別 （2） 1985年 Overton在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時(shí)，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有___________。

24、（3） 1925年 Corter Grendel用丙酮提取細(xì)胞膜的脂，并將它在空氣—水界面上展開時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍。由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由___________組成。 （4） 1970年，科學(xué)家用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與鼠和人細(xì)胞膜上的一種抗原相結(jié)合，使它們分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。將兩種細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞時(shí)，開始時(shí)一半呈綠色，另一半呈紅色，但在 37 ℃水浴中保溫40分鐘后，融合細(xì)胞上的兩種顏色的熒光呈現(xiàn)均勻分布。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明___________，其原因是___________。 參考答案： （1）B （2）脂質(zhì) （3）磷脂雙分子層 （4）細(xì)

25、胞膜具有一定的流動(dòng)性構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子（抗原）是可以運(yùn)動(dòng)的 2.過(guò)程性評(píng)價(jià)表格 班別 課題 生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 組長(zhǎng) 成員 評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià) 討論主題 所選主題號(hào) 小組號(hào) 生物 膜結(jié) 構(gòu)的 探索 歷程 1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的 看法 小組討論記錄 2.縱觀整個(gè)人們對(duì)建立生物膜模型的探索過(guò)程，你能談?wù)剬?shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用 3.分析生物膜模型的建立過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是如何得到體現(xiàn)的 4.分析生物膜模型的建立過(guò)程，

26、你受到什么啟示 小組 號(hào) 1 2 3 4 小組 自評(píng) 小組 互評(píng) ［課堂小結(jié)］ 我們這節(jié)課就到這里，一方面我們重溫了科學(xué)家探索細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷程，這是一個(gè)在繼承中不斷驗(yàn)證、修正和完善發(fā)展的過(guò)程，這段科學(xué)史給予我們很多有用的啟示，使我們加深了對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法的理解。另一方面我們也重點(diǎn)學(xué)習(xí)了生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。在眾多對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的假說(shuō)中，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍接受認(rèn)同的，能較好地解釋人們對(duì)細(xì)胞膜功能的認(rèn)識(shí)，理解和掌握流動(dòng)鑲嵌模型的基本要點(diǎn)，這對(duì)于更好的理解下一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接泻苤匾穆?lián)系。 ［布置作業(yè)

27、］ 在引入時(shí)，我們問到大家還能想出什么更好的制作細(xì)胞膜的材料，你們可以調(diào)動(dòng)已有的生活經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合今天所講的生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型，利用生活上找得到的廢棄物做一個(gè)細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。 ［課后拓展］ 請(qǐng)利用互聯(lián)網(wǎng)搜索科學(xué)家對(duì)生物膜研究的最新進(jìn)展的資料，并通過(guò)自己的加工將資料整理出來(lái)，拿到班上相互交流。 ●板書設(shè)計(jì) 第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 1.19世紀(jì)末，歐文頓提出：膜是由脂質(zhì)組成的。 2.20世紀(jì)初，對(duì)膜化學(xué)成分鑒定：膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的。 3.1925年，荷蘭科學(xué)家提出：膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層。 4.1959年，羅伯特森提出生物膜

28、的靜態(tài)模型（單位膜模型）： “蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 5.1970年，弗雷和埃迪登用綠色和紅色熒光染料對(duì)小鼠和人體細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)進(jìn)行染色標(biāo)記，并讓兩種細(xì)胞進(jìn)行融合。提出細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。 6.1972年，桑格和尼克森提出“流動(dòng)鑲嵌模型”。 二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 1.膜是由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成的。（還有少量多糖） 2.膜的基本支架：磷脂雙分子層（親水頭部朝外，疏水尾部朝內(nèi)）。 3.蛋白質(zhì)分子鑲嵌中磷脂雙分子層中。（有些外側(cè)蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成糖被） 4.膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性。 5.膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性。 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！