（人教版）生物必修一：《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》示范教案

（人教版）生物必修一：《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》示

范教案

第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

?從容說課

通過對(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)過程和方法的理解，明白科

學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，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，還必須通過實(shí)踐驗(yàn)證；科學(xué)學(xué)說不是一成不變

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?/p>

聯(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，評(píng)價(jià)他們的貢獻(xiàn)；要能通過一連串的環(huán)環(huán)相扣的問題來引

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。科學(xué)史的教學(xué)必須

抓住主線，言語簡(jiǎn)潔，不要贅述過多的枝節(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)的解講可以通過多媒體課件來突

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。這樣學(xué)

生可以更好地明白為什么說“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)通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一

般規(guī)律。

2.過程與方法

(1)通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，嘗試提出問題，作

出假設(shè)。

(2)發(fā)揮空間想象力，通過制作模型，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，理解假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依

據(jù)，需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，并通過實(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)說的基本內(nèi)容。

?教學(xué)難點(diǎn)

1.對(duì)科學(xué)探究過程的分析，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

來人們對(duì)細(xì)胞膜認(rèn)識(shí)的過程，而學(xué)生對(duì)這過程中所提及的實(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，一些分子

則不能自由通過，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。所以生物膜更是一種

選擇透過性膜。那為什么會(huì)有選擇性呢？生物膜是靠什么機(jī)制來對(duì)不同

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

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)胞膜是選擇透過性膜，能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出，讓一部分物

質(zhì)通過，其他物質(zhì)不能通過。

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，說明細(xì)胞膜具有一定的彈性。

教師：很好，現(xiàn)在有三種材料：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，走過了一條曲折的道路，直到現(xiàn)在仍有許多科學(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)行過上萬次的實(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)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。

提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。

不容開M勺I勿貢洛5

圖4-2-1

教師：大家看，最初認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對(duì)現(xiàn)象

的推理分析還是通過對(duì)膜成分的提取和鑒定？

學(xué)生：是從生理功能上入手，通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析的。

教師：歐文頓的分析假說是如何提出的呢？

學(xué)生：根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评淼贸鰜淼模悍部梢匀苡?/p>

脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(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，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題。

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，這說明技術(shù)對(duì)科學(xué)研究的重要作用，直至20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，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)說明了歐文頓的假

說是成立的。也就是說假說是在實(shí)驗(yàn)與觀察的基礎(chǔ)上提出來的，同時(shí)又

需要更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來證明。

問題（2）：清楚了膜的化學(xué)組成后，接下來就要探索這些物質(zhì)是如

何組成膜的了。

朗繆爾IrvingLangmuir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，所以在水一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

小

1~XKN”

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)，大膽地展開你的想象力，你能做出什么假

說？

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。說明你

們也具有了一點(diǎn)科學(xué)家的思維能力了，假說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?/p>

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&ILDavson1935發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜的表面張力比油一水

界面的張力低得多，推測(cè)膜中含有蛋白質(zhì)。

提出假說：提出了“蛋白質(zhì)一脂類一蛋白質(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.I）.Robertson羅伯特森

圖4—2—5

尸仞

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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，顯示暗一明一暗三層

結(jié)構(gòu)（如圖4—2—6）,厚約7.5nm,它由厚約3.5nm的雙層脂質(zhì)分子和內(nèi)

外表面各為厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。

提出假說：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)，極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電

作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)一磷脂一蛋白質(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)一脂類一

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)

時(shí)間：1970年

人物：LarryFrye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：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)。

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缺了呢？請(qǐng)說說你的

看法。

學(xué)生：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對(duì)自然界的認(rèn)

識(shí)永無止境，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，但它無法完美地回答

生物膜的所有功能。所以后來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程中，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

般來說，功能的不同常伴隨著結(jié)構(gòu)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，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛?/p>

膽的想象，提出假說，再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步地驗(yàn)證假說。

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)的過程是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，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，還必須通過實(shí)踐驗(yàn)證；科學(xué)學(xué)

說不是一成不變的，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)。

耐

一

圖4-2-7

(2)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。

g

raw

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)。

&弁

4

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)的完成說明細(xì)胞膜具有下列哪一特點(diǎn)

A.選擇透過性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)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難。這

表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有0

(3)1925年CorterGrendel用丙酮提取細(xì)胞膜的脂，并將它在空

氣一水界面上展開時(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)說明,其原因是0

參考答案：

(1)B(2)脂質(zhì)(3)磷脂雙分子層(4)細(xì)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)

所選主題

討論主題小組號(hào)

號(hào)

1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌小組討論記錄

模型是不是就完美無缺

了呢？請(qǐng)說說你的

看法

生物2.縱觀整個(gè)人們對(duì)建立

膜結(jié)生物膜模型的探索過程，

構(gòu)的你能談?wù)剬?shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)

探索步起到怎樣的作用

歷程3.分析生物膜模型的建

立過程中，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

立過程，你受到什么啟示

小組

1234

號(hào)

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?/p>

的聯(lián)系。

［布置作業(yè)］

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

自己的加工將資料整理出來，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的靜態(tài)模型（單位膜模型）：

“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(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