4-2 生物膜的流动镶嵌模型（教学案）

4-2　生物膜的流动镶嵌模型
三维目标
1. 知识与技能
① 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
② 举例说明生物膜具有的流动性特点
③ 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律
2．过程与方法
① 分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设
② 发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构
3. 情感、态度与价值观
① 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点
② 培养学生严谨的推理和大胆想象能力
③ 认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观
教学重点
① 对生物膜结构的探索历程
② 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容
教学难点
探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点
引入: 生物膜系统包括哪些膜？细胞膜是由哪些成份构成的？科学家是怎么样确定生物膜的？
活动一：体验生物膜结构的探索历程
要求： 分析资料，小组交流回答问题
[小标题一] 从细胞膜功能入手的科学探究
[资料1] 细胞膜的通透性实验
时间：19世纪末 1895年
科学家：欧文顿（E.Overton）
实验：物质对细胞膜的通透性
问题：①实验的现象是什么？
②欧文顿提出了什么假说？
[资料2] 细胞膜提取分离和成分分析
时间：20世纪初
实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。
问题：细胞膜是由哪些化学成分构成的？
[小标题二] 单位膜模型的提出
[资料3] 两位荷兰科学家实验过程
时间：1925年
科学家：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：磷脂平铺在空气—水界面
问题：①实验的现象是什么？
②实验结论是什么？
③细胞膜中的脂质为什么会排列为连续的两层呢？
[资料4] “三明治”结构模型
时间：1959年
科学家：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：罗伯特森电镜下观察到的细胞膜
问题：①实验的现象是什么？
②罗伯特森提出了什么假说？
③讨论“三明治”模型的局限性
[小标题三] 新技术带来新模型
[资料5] 电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图
时间：20世纪60年代
实验: 科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒
问题：该图说明了什么？
[资料6] 免疫荧光技术细胞融合实验
时间：1970年
科学家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)
实验：人鼠细胞融合
问题：①实验的现象是什么？
②实验结论是什么？
③例举细胞膜具有流动性？
[智慧升华] 1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）通过观察和实验，并在继承前人的研究成果基础上，提出了什么样的生物膜分子模型并被人们所接受。
[设疑] 生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？从生物膜结构的探索历程中，你受到哪些启发？
活动二：阐述流动镶嵌模型的基本内容
要求：自主阅读P68教材第一段，观察三维立体动画演示生物膜的流动镶嵌模型，小组讨论回答问题并尝试自己绘出细胞膜的亚显微结构示意图。
[问题]
①生物膜的基本支架是什么？
②蛋白质分子有哪几种存在形态？
③膜分子是静止的，还是运动的？
绘制细胞膜的亚显微结构示意图
[要求]
1．准确绘制出细胞膜的基本支架、蛋白质的三种位置和糖被。
2．准确标注出各部分的结构名称，且用平行线。
活动三：绘制生物膜的概念图
【评价反馈】
一、选择题
1．提出生物膜流动镶嵌模型的时间和科学家分别是 ( )
A．1959年，罗伯特森 B．1972年，桑格和尼克森
C．19世纪，施旺和施莱登 D．19世纪，欧文顿
2．生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是①以磷脂双分子层为基本骨架 ②蛋白质一脂质一蛋白质的三层结构 ③静止的 ④流动的 ( )
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
3．在细胞膜上，和细胞与细胞之间或者细胞与其他大分子之间互相联系，有密切关系的化学物质是 ( )
A．糖蛋白 B．磷脂 C．脂肪 D．核酸
4．关于细胞膜流动性的叙述，正确的是 ( )
A．因为磷脂分子有头和尾，磷脂分子利用尾部摆动在细胞膜上运动，使细胞膜具流动性
B. 因为蛋白质分子无尾，不能运动，所以它与细胞膜的流动性无关
C．细胞膜的流动性是指蛋白质载体的翻转运动，与磷脂分子无关
D．细胞膜流动性与蛋白质分子和磷脂分子都有关
二、非选择题
5．用不同荧光染料标记的抗体，分别与小鼠细胞和人细胞的细胞膜上的一种抗原结合，两类细胞则分别产生绿色荧光和红色荧光。将两类细胞融合成一个细胞时，其一半呈绿色，一半呈红色。在370C下保温40 min后，细胞上两种荧光点呈均匀分布(如图所示)，试问：
(1)人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的起受体作用的 。为使人、鼠细胞膜融合在一起，必须除去细胞膜表面起 作用的糖蛋白。
(2)融合细胞表面的两类荧光染料分布的动态变化，可以证实关于细胞膜结构“模型”的
观点是成立的。
(3)融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布，原因是 ，这表明膜的结构具有 。
(4)细胞融合实验若在20℃条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明 。若在10C条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明 。