1、第2節 生物膜的流動鑲嵌模型一、 教學目標1.簡述生物膜的結構。2.探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用。3.探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。二、教學重點和難點1.教學重點流動鑲嵌模型的基本內容。2.教學難點探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。三、教學方法講述法、探究法四、課時安排2五、教學過程引入以“問題探討”引入，學生思考討論回答，教師提示。提示1.三種材料比較，彈力布更能體現細胞膜的柔變性和一定的通透性，相對好一些。當然，這幾種材料的特點與真實的細胞膜之間還有不小的差距。2.有條件的話，使用微孔塑膠或利用激光給氣球打上微孔都可

2、以作為模型的細胞膜。使用透析袋也可以。如果制作臨時使用的模型，利用豬或其他動物的膀胱做細胞膜是更加理想的材料。問題再以“本節聚焦”已起學生的思考、注意。板書一、對生物膜結構的探究歷程問題1.細胞膜的組成成分是什么呢？歐文頓的推論是否正確呢？學生活動學生帶著問題閱讀課本，并完成“思考與討論1”，教師提示。提示1.最初認識到細胞膜是由脂質組成的，是通過對現象的推理分析得出的。2.有必要。僅靠推理得出的結論不一定準確，還應通過科學實驗進行檢驗和修正。3.因為磷脂分子的“頭部”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。科學家因測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍

3、，才得出膜中的脂質必然排列為連續的兩層這一結論。問題（邊問邊講述）2.細胞膜中除含有脂質外，還有沒有其他成分呢？（介紹科學家的化學分析結果，指出膜主要由脂質和蛋白質組成；分析假說是如何提出的，假說與觀察和實驗證據的關系）3.脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢？（介紹兩位荷蘭科學家的實驗，分析脂雙層這一結論的由來）4.蛋白質位于脂雙層的什么位置呢？（簡介20世紀40年代的推測和羅伯特森1959年提出的“三明治”結構模型）（指出“三明治”結構模型的不足，說明細胞膜不應是靜態的剛性的結構，而應當是動態的彈性的結構。）5.有什么證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢？（重點介紹熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗

4、，指出細胞膜具有流動性；并討論技術的進步在細胞膜研究中的作用，強化結構與功能相適應的觀點）思考與討論2學生思考回答，教師提示。提示1.在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步起到了關鍵性的推動作用。如電子顯微鏡的誕生使人們終于看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術和掃描電子顯微鏡技術使人們認識到膜的內外兩側并不對稱；熒光標記小鼠細胞與人細胞的融合實驗又證明了膜的流動性等。沒有這些技術的支持，人類的認識便不能發展。2.在建立生物膜模型的過程中，結構與功能相適應的觀點始終引導人們不斷實踐、認識，再實踐、再認識；使人類一步步接近生物膜結構的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。在生命系統中，一般來說，功能的

5、不同常伴隨著結構的差異，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。由此促進學者們重新研究脂質和蛋白質相互作用的問題。一些學者使用了更加先進的技術，運用紅外光譜等技術證明，膜蛋白主要為球形結構。冰凍蝕刻電鏡技術又證明，脂雙層中分布有蛋白質顆粒，這樣又發展了生物膜模型。生物膜中存在不同種類的蛋白質，以及蛋白質在生物膜中的不同分布情況，恰能較好地解釋不同結構的生物膜具有不同的生理功能。板書二、流動鑲嵌模型的基本內容。講述這一模型是S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通過對已有的模型進行修正而提出的。

6、板書它的主要特點是：（1）膜結構的不對稱性和不均勻性。（將膜蛋白分為外在蛋白和內在蛋白，并且指出蛋白質在脂雙層中的分布是不對稱和不均勻的。）（2）膜結構的流動性。（認為膜的結構成分不是靜止的，而是動態的，生物膜是流動的脂質雙分子層與鑲嵌著的球蛋白按二維排列組成。）（3）膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質、脂質與脂質之間復雜的相互作用實現的。小結一、對生物膜結構的探究歷程二、流動鑲嵌模型的基本內容。它的主要特點是：（1）膜結構的不對稱性和不均勻性。（2）膜結構的流動性。（3）膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質、脂質與脂質之間復雜的相互作用實現的。作業練習一二。基礎題1.提示：細胞膜太薄了，光學顯

7、微鏡下看不見，而19世紀時還沒有電子顯微鏡，學者們只好從細胞膜的生理功能入手進行探究。2.脂質和蛋白質。3.提示：這兩種結構模型都認為，組成細胞膜的主要物質是脂質和蛋白質，這是它們的相同點。不同點是：（1）流動鑲嵌模型提出蛋白質在膜中的分布是不均勻的，有些橫跨整個脂雙層，有些部分或全部嵌入脂雙層，有些則鑲嵌在脂雙層的內外兩側表面；而三層結構模型認為蛋白質均勻分布在脂雙層的兩側。（2）流動鑲嵌模型強調組成膜的分子是運動的；而三層結構模型認為生物膜是靜態結構。4.D。拓展題1.提示：生物膜結構的研究歷史反映了科學研究的艱辛歷程，也告訴我們建立模型的一般方法。科學家根據觀察到的現象和已有的知識提出解釋某一生物學問題的假說或模型，用觀察和實驗對假說或模型進行檢驗、修正和補充。一種模型最終能否被普遍接受，取決于它能否與以后的觀察和實驗結果相吻合，能否很好地解釋相關現象，科學就是這樣一