第二节 生物膜的流动镶嵌模型

教学内容、 过程安排

教学意图

一 复习设问导入

教师设问：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？

学生回答：（略）

教师阐述：依据生物体的结构和功能相适应的观点，生物膜在功能上的选择性与生物膜的结构有着一定的关系。

二 问题探讨

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？

教师提示：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？

学生回答：（略）

教师设问：弹力布有弹力性，那它能完全具有生物膜的特点吗？

学生回答：（略）

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。下面让我们体验一下科学家探索生物膜结构的历程。

三 体验对生物膜结构的探索历程

⑴19世纪末“欧文顿实验”

教师设问：对“欧文顿实验”──实验得到什么现象？

学生回答：（略）

教师设问：最初实验得到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和坚定？假说是如何提出的？在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？

  学生交流、讨论：（略）

教师讲述：对现象的推理分析是要进行鉴定，才能准确地说明问题。可是鉴于当时技术的限制，不能进行对结构物质的提取。

⑵20世纪初“荷兰科学家实验”

教师设问：对“荷兰科学家实验”──实验得到什么现象？如果你是科学家，展开大胆想象，你会推测出什么样的结论？展示“磷脂分子图”

学生讨论、交流、（略）

教师讲述：先解释磷脂的结构组成，强调头部磷脂的亲水性和尾部脂肪酸的疏水性，解释细胞膜中的磷脂是双层的；然后说明科学技术的发展促进了科学探索的进程。

教师引述：知道了膜中脂质的结构，那么蛋白质又处于如何的位置呢？有人推测出脂质两边覆盖蛋白质的理论。

⑶20世纪40年代“罗伯特森电镜实验”

教师设问：对“罗伯特森电镜实验”──实验得到什么现象？让你来推测，你会推出什么样的结论？

图片展示电镜下细胞膜的结构。

学生交流、讨论：（略）

教师讲述：借助于电镜，罗伯特森观察到了细胞膜的结构，并推出静态结构。“三明治”结构模型有什么不足？

课件展示：细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质壁分裂与复原现象。

教师设问：罗伯特森细胞膜静态结构能说明这些生命现象吗？

学生：（略）

教师讲述：20世纪60年代,有人对此静态观点提出异议。并随着科学技术的发展，对蛋白质的位置也提出了准确的说法，指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面，有的镶嵌在脂质双分子层中。

⑷20世纪70年代“荧光染料标记实验”

教师设问：对“荧光染料标记实验”──观察得到怎样的动态现象？推出什么结论？说明了什么？

学生交流、讨论：（略）

教师讲述：细胞膜的流动性是与细胞膜的成分—磷脂分子和蛋白质分子的运动分不开的。白细胞吞噬细菌、变形虫运动等例子更强有力地说明细胞膜具有流动性。

教师引述：1972年，桑格和尼克森通过观察和实验，并在继承前人的研究成果基础上，提出了生物膜分子模型，即流动镶嵌模型，并被人们所接受。

四 流动镶嵌模型的基本内容

结合生物膜结构的探索历程，学生展开想象，结合生物膜的组分，自我构建细胞膜的三维立体结构。课件展示“生物膜流动镶嵌模型的结构”

教师有顺序、有层次阐述其基本内容：

生物膜的组成：主要由蛋白质和脂质组成，还含少量的糖类。

生物膜的基本骨架：磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。

蛋白质分子存在形态：有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。

生物膜的结构特点：一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）

教师设问：此生物膜的流动镶嵌模型是不是完美无缺呢？

学生：（略）

五 课堂小结

教师讲述：本节我们体验了科学家探索生物膜结构的历程。科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要后人不断修正和完善；时时刻刻要认识到科学技术在科学探索的过程中所起的关键作用；并要以发展的观点看待科学。

质疑：同学们，如果你是当时的科学家，你也会像当时的科学家一样，进行这样的思维吗？

学生回答：（略）

教师讲述：在体验探索历程过程中，我们要通过功能现象的观察分析，推理假设生物膜的结构特点，依据结构与功能相统一的观点，一步一步地探讨。在其他领域也是如此。