生物膜的流动镶嵌模型
[教学目标]
一、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
二、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
三、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.
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]
流动镶嵌模型的基本内容。
[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
[教学方法]
情境教学、启发式教学法、合作探究、模型构建等。
[教学时数]
45分钟
[教学过程]
教学内容和时间
教师行为
预设学生行为
教学意图
（一）导入新知（10min）
（二）新授内容（27min）（三）拓展与小结（8min）
曾经，我们用水彩画过美丽的花朵；用彩纸折过翱翔的飞机；用沙子堆过雄伟的城堡；……现在，我们用橡皮泥、塑料、纸等制作出了精巧的细胞模型……展示学生的作品。在模型制作过程中有同学遇到这样的问题：1.选什么材料做细胞膜呢？2.生物膜的结构到底是怎样的呢？
这就是我们今天要学习的内容【板书】生物膜的流动镶嵌模型一.对生物膜的探索历程1．对生物膜组分的探索人们对生物膜的认识经历了一个曲折漫长的过程，现在让我们一起穿越时空隧道、回到100多年前，跟随着科学家一同去探索生物膜的奥秘。【展示】时空隧道的有关动画。并向学生介绍1855年奈利的实验直到19世纪末，欧文顿才开始对膜成分进行研究。【展示】欧文顿实验并介绍相似相溶原理。提问：1.利用相似相溶原理，结合欧文顿的实验现象，能够得出什么结论呢？2.通过推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？【展示】20世纪初，科学家的实验2．对生物膜分子排列的探索组成膜的这些分子具有什么特点，他们又是怎样形成膜的呢？我们首先来认识一下磷脂分子。介绍1917年朗姆瓦的实验结论，并对磷脂分子结构及模型进行介绍。如果把这样的磷脂分子放在盛水的烧杯中，在空气——水界面上的排布情况将是怎样的呢？活动一：请学生根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气——水界面上分布的模型。请学生在黑板上进行模型构建。引导学生对模型进行评价。磷脂分子在细胞膜中的排布情况是怎样的呢？我们首先来了解一下人体组织细胞生活的环境。【展示】人体组织细胞生活的环境图片。活动二：请学生根据人体组织细胞生活的环境，尝试构建磷脂分子在细胞膜中的分布模型。请学生代表在黑板上进行模型构建。制作完成后，选择与黑板上模型不同的小组到讲台上展示，并请该小组成员对不同的模型进行解释。提问：1.根据大家构建的模型，可以得出什么结论呢？2.应如何设计实验来证明我们的假设，选什么细胞作为实验材料呢？【展示】1925年荷兰科学家的实验除了脂质，蛋白质也是细胞膜的重要成分，蛋白质位于脂双层中的什么位置呢？介绍蛋白质模型进行。请学生将蛋白质模型添加到刚才已做好的脂双层中。活动三：让学生根据已有的知识，尝试构建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排布模型。
请学生代表在黑板上进行模型构建。这些分布情况是否都存在呢？下面我们一起来看看科学家的探究过程吧！20世纪40年代，曾有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。直到50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。【展示】1959年罗伯特森的实验。提问：结合电镜成像原理，从罗伯特森的实验现象中，可以得出什么结论呢？介绍罗伯特森的结论。蛋白质在生物膜中到底是怎样分布的呢？一种新的电子显微技术——冰冻蚀刻电子显微法解决了这一难题。【展示】冰冻蚀刻电子显微镜下的细胞膜示意图。请学生结合该实验现象对刚才所构建的模型进行修正。提问：蛋白质在生物膜中的分布有哪几种情况呢？证明大家刚才所推测的蛋白质的分布情况都是真实存在的，从而对罗伯特森的假说进行了修正。让学生自己所构建的模型进行再次修正。提问：罗伯特森的假说还有什么不足？他认为膜是静止不动的，你认同这一观点吗？请举例说明。【展示】变形虫运动的动态图画随着新技术不断运用于生物膜的研究，人们可以直观观察到膜中组分的运动情况。【展示】1970年的人鼠细胞融合实验提问：从实验现象可得出什么结论呢？相关的其他实验证据表明细胞膜中的磷脂分子也是可以运动的。从而进一步可以得出什么结论？二．流动镶嵌模型的基本内容1972年桑格和尼克森在继承创新中提出了新的模型。【展示】桑格和尼克森的图片、流动镶嵌模型的动画及示意图。提问：流动镶嵌模型的基本内容是什么？让学生将所做的模型与生物膜的结构模型进行比较，找出不同之处。让学生在模型上加上多糖。并请小组愿意展示制作的模型？引导学生进行评价。结合板书及黑板模型总结生物膜结构的探究历程：组成成分
分子排布
结构特点提问：1.分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示？2.生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？介绍生物膜的其他结构模型及与生物膜研究有关的诺贝尔奖获奖情况。鼓励大家都能像今天这节课一样拥有一颗想要探知未来的心，去发现生命中更多的奥秘。【展示】生物兴趣小组同学制作的立体的细胞膜模型。提问：1.制作细胞膜模型有没有更好的设计方法和更合适的实验材料？请你课后尝试一下。
2.请查阅相关资料，展开想象的翅膀，试写一篇小文章,介绍生物膜的研究成果，展望其应用前景。
观看细胞模型制作大赛的成果展示并思考
观看动画观看实验现象，分析讨论，回答问题。观察磷脂分子的结构图片及模型。以小组为单位合作完成模型构建，并对模型进行解释。看图思考问题。小组合作完成模型构建。相互评价,交流发言。小组讨论，设计实验方案并向全班汇报。观看图片，小组讨论交流，对模型进行完善。观看图片、动画，结合课本思考问题，并讨论。积极思考，交流发言。观看模型，积极思考，寻找解决问题的方案和途径。
从学生活动入手容易产生共鸣，激发学生探究意愿，从而导出课题让学生宛如亲历科学家探索的历程，感受科学探究的魅力。培养学生通过实验观察分析能力，同时体会科学探索的严密性。培养学生的合作能力和动手操作能力。结合所学内容，联系已学知识，更易构建知识框架。发挥学生的主体作用，锻炼学生的逻辑推理能力。培养学生动手设计实验的能力，活跃课堂氛围。让学生了解技术进步对科学研究的推动作用。让学生领悟模型构建的一般方法。利用图解，引导学生通过观察、讨论，归纳获得知识。将抽象的知识形象化，使学生更容易理解流动镶嵌模型的有关内容。培养学生归纳总结能力。培养学生创新精神和动手能力，借助网络等手段使学生了解生命研究前沿的工作，激发学生兴趣，培养相关情感。
[板书设计]
第三节
生物膜的流动镶嵌模型
磷脂
一
生物膜的成分
蛋白质
糖类（少）
二
生物膜的结构
磷脂双分子层
1
镶嵌
蛋白质
贯穿
2
结构特点：流动性
二、生物膜的流动镶嵌模型的内容：第2节
生物膜的流动镶嵌模型
学习目标:1.通过分析科学家建立生物膜模型的过程，阐述科学发现的一般规律
2.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
3.说出生物膜的结构特点和功能特点
自主学习：
一、对生物膜结构的探索历程：
1．19世纪末，欧文顿通过实验发现：凡是可以溶于的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是提出膜是由组成的。
2．20世纪初，科学家第一次将膜从
＿＿＿
中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是
＿
和
＿＿＿
。
3．1925年，荷兰科学家从人红细胞中提取脂质，在空气—水的界面上铺展成单分子层，面积为红细胞表面积的2倍。从而得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为
＿
。
4．20世纪40年代，科学家推测细胞膜的脂质两边各覆盖着。
5．1959年，罗伯特森在电镜下看到了清晰的
＿
的三层结构，大胆地提出了生物膜由三层结构构成。他把生物膜描述成的统一结构而受到质疑。
6．1970年，科学家用荧光标记技术进行人鼠细胞杂交实验，表明细胞膜具有。
7．1972年，提出的生物膜的模型为大多数人所接受。
二、流动镶嵌模型的基本内容：
1．生物膜的流动镶嵌膜型认为，构成了膜的基本支架，这个支架不是的，而具有的；蛋白质分子有的在磷脂双分子层表面，有的部分或全部磷脂双分子层中，有的整个磷脂双分子层。大多数蛋白质也是可以的。
2．在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的与结合成的，叫做糖被。它在细胞生命活动中有重要功能，如、和等。
【课前预习自测】
1.
细胞膜具有流动性，是指（
）
A．整个细胞膜具有流动性
B．细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C．细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
D．细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
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-脂质-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.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（
）
A
糖蛋白
B
磷脂
C
脂肪
D
核酸
探究一：细胞膜是由哪些成分组成的？在教材中找到相应的实验依据。（在教材中标出）
讨论1：最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是对膜成分的提取和鉴定？
讨论2：在推理分析得出结论后，还有必要对膜成分进行提取、分离和鉴定么？
归纳总结：组成细胞膜的主要物质有和。
练习1.据研究发现，胆固醇、脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为
A
细胞膜具有一定流动性
B
细胞膜是选择透过性
C
细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D
细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
探究二：脂质的排列、分布。
讨论3：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，一个磷脂分子是由一个亲水的极性头部和疏水性尾部构成。
1、画出磷脂在空气-水界面上铺成单分子层的图示
2、细胞生活在水环境中，细胞膜的两面都是水。再根据
材料内容，尝试画出细胞膜中的磷脂是如何排列的？
归纳总结：脂质在细胞膜中排列方式为。
练习2：如图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是（
）
探究三：蛋白质的分布:__________或__________在磷脂双分子层中。
探究四：细胞膜的特点：
参考教材P67，科学家用荧光染料标记做的实验，说明细胞膜具有什么特点？
如果将温度改为10℃，结果会发生什么变化？
归纳总结：细胞膜的结构特点是具有；这种特性受到的影响。功能特点是。
探究五：画出流动镶嵌模型的示意图，并标注各个成分。
讨论1：生物膜的流动镶嵌模型与蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型有何异同？
讨论2：生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看法。
目标检测：1．细胞膜上与细胞表面的识别密切相关的是
（
）
A．糖蛋白
B．磷脂
C．脂肪
D．核酸
2．用丙酮从人的口腔上皮细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是
（
）
A．S1=2S2
B．S1＞2S2
C．S1＜2S2
D．S2＜S1＜2S2
3．把一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，在空气和水界面上将它们铺成单分子层（假定单分子间距离适当且相等），推测在下列细胞中，空气和水界面上磷脂分子层的表面积与原细胞的表面积之比最大的细胞是
（
）
A．大肠杆菌细胞
B．人成熟的红细胞
C．酵母菌细胞
D．乳酸菌细胞
4．用一个乒乓球，下面扎两根铁丝，可制成简易的磷脂分子，下列说法错误的是（
）
A．乒乓球表示磷脂分子的头部
B．铁丝表示磷脂分子的尾部
C．类似的小球应该制成两层
D．两层小球可表示生物膜的流动镶嵌模型
5．葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管，需透过的磷脂分子层数至少是（
）
A．4层
B．6层
C．8层
D．10层
6．取下列四个表面积相同的细胞结构，将其中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气—水界面上铺成单分子层（如图所示），测得水面上磷脂单分子层的面积最小的是
（
）
A．线粒体
B．叶绿体
C．细胞核
D．液泡
7．科学工作者用不同颜色的荧光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白后，进行细胞融合实验（如图所示）。该实验说明
（
）
A．膜蛋白是可以移动的
B．两种细胞的膜蛋白种类相同
C．膜蛋白可以起生物催化作用
D．膜蛋白能控制某些物质出入细胞
8．下列关于生物膜结构的探索历程的说法，不正确的是
（
）
A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的
B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构
C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的
9．研究发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。这证明了（
）
A．细胞膜以磷脂双分子层为基本支架
B．组成细胞膜的物质中有脂质
C．细胞膜外表有一层糖蛋白
D．磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动
10．下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述正确的是
（
）
A．a指磷脂分子的尾部，具有亲水性
B．c指磷脂分子的非极性头部
C．构成细胞膜的蛋白质分子是静止的
D．细胞膜的识别与e有关
导学案.4.2
生物膜的流动镶嵌模型
一、1.
脂质
脂质
2.
哺乳动物的红细胞
脂质
蛋白质
3.连续的两层
4.
蛋白质
5.
暗-亮-暗
蛋白质-脂质-蛋白质
静态
6.
一定的流动性
7.桑格-尼克森
流动镶嵌
二、1.磷脂双分子层、静止、流动性、镶、嵌入、贯穿、流动
蛋白质
糖类
糖蛋白
保护
润滑
识别
【课前预习自测】CCA
【探究一】1.
对现象的推理和分析
2.有
归纳总结：脂质
蛋白质
练习1：C
【探究二】1.略2.略
归纳总结：连续的两层
练习2：A
【探究三】P67膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的.
【探究四】细胞膜具有一定的流动性；流动性会降低。
归纳总结：一定的流动性、温度、选择透过性
【探究五】略
讨论1：①流动镶嵌模型认为蛋白质的分布是不均匀的，而三层结构模型认为蛋白质是在脂双层两侧均匀分布的；②流动镶嵌模型认为脂质和大多数蛋白质是流动的，而不是静止的。讨论2：不是。略。
【目标检测】：1-5ABCDC
6-10DADBD生物膜的流动镶嵌模型
一、选择题
1．下列关于膜蛋白的叙述，错误的是
A.
膜蛋白比磷脂分子更易移动
B.
贯穿在膜中的膜蛋白分子有水溶性部分和脂溶性部分
C.
有些膜蛋白具有生物催化剂的作用
D.
膜内外两侧的膜蛋白种类往往有较大差异
2．下列关于流动镶嵌模型的叙述，错误的是
A.
流动镶嵌模型中最基本的部分是脂双层
B.
在电子显微镜下观察时，质膜是两条细线
C.
磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层的内部
D.
必须借助电子显微镜才可以观察到流动镶嵌模型
3．下列有关细胞膜的叙述，正确的是
A.
细胞膜的功能主要与磷脂双分子层有关
B.
细胞膜上的蛋白质都可以运动
C.
细胞膜上的糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
D.
细胞膜可以通过高尔基体分泌的囊泡实现自我更新
4．下图为细胞膜的动态流动镶嵌模型示意图，下列相关叙述正确的是
A.
a指磷脂分子的尾部，具有亲水性
B.
c指磷脂分子的头部，具有疏水性
C.
糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布
D.
细胞膜的选择透性与b、d等的种类和数量有关
5．被绿色荧光标记的小鼠细胞和被红色荧光标记的人的细胞进行融合，在37℃条件下，一段时间后两种颜色的荧光均匀分布。该现象表明细胞膜
A.
主要由蛋白质和磷脂组成
B.
是由磷脂双分子层构成的
C.
在结构上具有一定的流动性
D.
具有识别与信息交流的功能
6．在人的三种血细胞中.
白细胞体积最大.
却能穿过毛细血管壁.进入组织液中吞噬侵入人体内的病菌。白细胞完成这两项生理活动是依靠
A.
变形运动和细胞膜的流动性
B.
渗透作用和细胞膜的流动性
C.
变形运动和细胞膜的选择透过性
D.
特殊技能和细胞膜的选择透过性
7．在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是( )
A.
两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质
B.
两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧
C.
两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架
D.
两种模型都认为组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
8．磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是( )
A.
由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内
B.
由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内
C.
由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同
D.
由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对
9．通过以下四个材料，请分析判断下列相关说法错误的是( )
材料一：19世纪末，欧文顿(E.Overton)注意到脂溶性的化合物通过细胞膜的速度比非脂溶性的化合物快。
材料二：1925年，荷兰科学家发现，红细胞膜所含的脂质若铺展成单分子层的话，其面积等于细胞表面积的两倍。
材料三：通过表面张力的实验发现，细胞的表面张力比水与油之间的表面张力要小得多。有人在脂肪与水的模型中加入极少量的蛋白质，结果表面张力就降低了很多。
材料四：取两种不同的海绵动物，使其细胞分散成单个的，然后掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才结合。
A.
材料一说明细胞膜之中含有脂质
B.
材料二说明脂质分子在细胞膜上以双分子层的形式排列
C.
材料三说明细胞膜不是单纯由脂质构成的，可能还含有蛋白质
D.
材料四说明细胞间的识别与糖蛋白有关
10．如图是细胞膜结构模式图，相关叙述中错误的是
A.
A面是细胞膜的外侧，B面是细胞膜的内侧
B.
①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，在细胞间的信息交流方面具有重要的作用
C.
②是蛋白质，可能与物质运输有关
D.
③是磷脂分子的头端，具有疏水性，④是磷脂的尾端，具有亲水性
11．下列有关膜蛋白和膜脂的叙述，错误的是
A.
有些膜蛋白具有催化功能
B.
由磷脂组成的脂双层，两层间具有差异性
C.
磷脂和膜蛋白都属于两性分子
D.
膜蛋白比膜脂更容易移动
12．如图为细胞中某一结构的局部示意图，下列说法正确的是
A.
①、②均为脂质，可以用苏丹
III
染液染色观察
B.
由①组成的膜称为单位膜，细胞膜由两层单位膜组成
C.
②是脂溶性的，分布在脂双层内部，其元素组成为
C、H、O
D.
①中的两层结构完全相同，②使该结构具有一定的流动性
二、非选择题
13．下面材料显示了研究人员对细胞膜成分及其结构的探索发现过程，请依据材料分析：
材料一：科学家在实验中发现：凡是可以溶于脂质的物质比溶于脂质的物质更容易通过细胞膜，并且细胞膜很容易被脂溶性溶剂所溶解。
(1)这一事实说明细胞膜的组成成分中应有什么物质
？____________；科学研究发现：细胞膜还容易被蛋白酶水解，说明细胞膜的组成成分中还有何种物质？
__________。
材料二：
1925年，某科学家用丙酮提取了红细胞膜的磷脂，并将它在空气、水界面上展开，发现这片油脂层的表面积相当于原来红细胞膜表面积的2倍。
(2)根据材料二所给信息可以推测，磷脂分子在细胞膜上是以________形式排列的。
材料三：科学工作者用绿色和红色荧光染料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞，起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，在3rc下40分钟以后，两种颜色的荧光点均匀分布。
(3)这一实验表明______________________。
材料四：若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。
(4)这说明______________________。
14．甲图表示细胞通过囊泡运输物质的过程，乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①-⑤表示不同的细胞结构。请分析回答以下问题；
（1）囊泡膜的主要成分是____________________。细胞代谢的控制中心是[
]_________。
（2）________________________是常用于制备细胞膜的材料，原因是____________________。
（3）③X④这一过程说明细胞内的各种膜在__________和__________上是紧密联系的统一整体，构成了细胞的生物膜系统。
（4）乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外。据图推测其原因是_____________。此过程体现了细胞膜具有___________________功能（写两点）。
15．下列是细胞的部分结构放大图，请根据图回答下列问题。
（1）在植物细胞有丝分裂过程中与细胞壁形成有关的细胞器是（）____________。
（2）细胞内呈极细丝状物，被碱性染料染成深色的结构是（）______________，细胞进行生命活动所需的能量主要由（）_____________供给。
（3）细胞的识别与⑥中的（）_____________有关。观察活细胞中的②常用的染色剂是
_____________________。
（4）图中不属于生物膜系统的是__________________________（填序号）。
（5）用含有35S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。
请写出35S在细胞各结构间移动的先后顺序（用“→”和序号表示先后顺序）：
____________________。
（6）信使RNA在细胞核中合成后由核中进入细胞质中并与核糖体结合，通过的生物膜的层数是
_________层。
答案：1．A【解析】生物膜成分中的蛋白质称为膜蛋白，生物膜中磷脂分子比膜蛋白分子更易移动，A错误；贯穿在膜中的膜蛋白分子有水溶性部分和脂溶性部分，B正确；有些膜蛋白具有生物催化剂的作用，C正确；膜内外两侧的膜蛋白种类往往有较大差异，D正确。
2．D【解析】生物膜的流动镶嵌模型认为磷脂双分子层构成膜的基本骨架，因此流动镶嵌模型中最基本的部分是脂双层，A正确；磷脂双分子层构成膜的基本骨架，因此在电子显微镜下观察时，质膜是两条细线，B正确；胆固醇的作用是与磷脂的非极性尾部一起存在于脂双层内部，使质膜具有一定的流动性，又比较坚实，C正确；能观察到流动镶嵌模型的方法有很多，如荧光标记法等，D错误。
3．D【解析】功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，因此细胞膜的功能主要与蛋白质有关，A错误；细胞膜上的蛋白质大多数是可以运动的，B错误；细胞膜上的糖类，有的与蛋白质结合形成糖蛋白，有的与脂质分子结合成糖脂，C错误；在分泌蛋白合成、运输的过程中，高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工后，形成包裹着蛋白质的囊泡运往细胞膜，囊泡膜与细胞膜融合，将分泌蛋白分泌到细胞外，可见，细胞膜可以通过高尔基体分泌的囊泡实现自我更新，D正确。
4．D【解析】据图分析，a指的是磷脂分子的尾部，具有疏水性，A错误；c指磷脂分子的头部，具有亲水性，B错误；糖蛋白分布于细胞膜的外侧，C错误；图中b、d表示不同的蛋白质，细胞膜的选择透过性与蛋白质的种类和数量有关，D正确。
5．C【解析】被绿色荧光标记的小鼠细胞和被红色荧光标记的人的细胞进行融合，在37℃条件下，一段时间后两种颜色的荧光均匀分布，说明小鼠细胞膜和人细胞膜相融合，该现象证明细胞膜在结构上具有一定的流动性，C项正确，A、B、D项错误。
6．A
7．A【解析】不论是三层结构模型还是流动镶嵌模型都是建立在生物膜主要由蛋白质和脂质组成这一基础之上的，A正确；蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧是三层结构模型的内容，B错误；磷脂双分子层是构成膜的基本支架是流动镶嵌模型的内容，C错误；三层结构模是静态统一模型，流动镶嵌模型认为组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动的，D错误。
8．A【解析】磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成，由于磷脂分子头部亲水，尾部疏水，而细胞中的小油滴疏水，外部溶液亲水，所以磷脂膜应该由单层磷脂分子构成，头部在外，尾部向着油滴，故选A。
9．D【解析】材料一：脂溶性的化合物通过细胞膜的速度比非脂溶性的化合物快，根据相似相溶原理可确定细胞膜是由脂质组成的（或膜含有脂质），A正确；材料二：红细胞膜所含的脂质若铺展成单分子层的话，其面积等于细胞表面积的两倍，可推知细胞膜上脂质分子必然排列为连续的两层（或膜含有双层脂质分子，B正确；材料三：细胞的表面张力比水与油之间的表面张力要小得多，在脂肪与水的模型中加入极少量的蛋白质，结果表面张力就降低了很多，这说明细胞膜不是单纯由脂质构成的，可能还含有蛋白质，C正确；材料四：只有同种的细胞才结合，与细胞间的识别与交流有关，但不能确定细胞识别与糖蛋白有关，D错误。
10．D
11．D【解析】本题考查生物膜的成分及结构，生物膜中有些膜蛋白具有催化功能，使得一些生化反应可在相应的生物膜上进行，A正确；由磷脂组成的脂双层，两层间具有差异性，B正确；组成生物膜的磷脂和膜蛋白都属于两性分子，C正确；生物膜成分中的膜脂比膜蛋白更容易移动，D错误。
12．C【解析】①表示磷脂双分子层，②表示胆固醇，磷脂和胆固醇均为脂质，但苏丹III染液只能鉴定脂肪，A项错误；由①（磷脂双分子层）组成的膜称为单位膜，细胞膜由一层单位膜组成，B项错误；②所示的胆固醇是脂溶性的，其元素组成为C、H、O，分布在脂双层内部，C项正确；①中的两层结构完全相同，①②都能运动，使该结构具有一定的流动性，D项错误。
13．（1）脂质
蛋白质
（2）
双分子层
细胞膜具有一定的流动性
细胞膜的流动性受温度影响
【解析】
(1)
溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜，细胞膜很容易被脂溶性溶剂所溶解，说明细胞膜含有脂质成分；细胞膜容易被蛋白酶水解，说明细胞膜含有蛋白质。
(2)提取红细胞膜的磷脂，将它在空气、水界面上展开，这片油脂层的表面积相当于原来红细胞膜表面积的2倍，由此可以推测，磷脂分子在细胞膜上是以双分子层形式排列的。
(3)人鼠细胞融合实验表明细胞膜具有一定的流动性。
(4)
融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，说明细胞膜的流动性受温度影响。
14．
（1）
磷脂和蛋白质
①细胞核
（2）
哺乳动物成熟红细胞
无细胞核和无细胞器
（3）
结构
功能
（4）囊泡上的蛋白A能与细胞膜上的蛋白B（特异性）结合（或识别）
细胞间信息交流、控制物质进出细胞
【解析】（1）囊泡膜的主要成分和细胞膜相同，是脂质和蛋白质。细胞代谢的控制中心是细胞核。
（2）哺乳动物成熟红细胞无细胞核和无细胞器，因此常用于制备细胞膜的材料。
（3）甲图表示细胞通过囊泡运输物质的过程，依次经过③内质网→X内质网产生的小泡→④高尔基体→Y高尔基体产生的囊泡。这一过程说明各种膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体，构成了细胞的生物膜系统
（4）乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，据图推测其原因是囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B（特异性）结合（或识别），此过程体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
15．（1）
①高尔基体
（2）
c染色质
②线粒体
（3）
a糖蛋白
健那绿染液
（4）
⑤
（5）
⑤→③→①→⑥
（6）
0
【解析】（1）在植物细胞有丝分裂过程中与细胞壁形成有关的细胞器是①高尔基体。
（2）细胞内呈极细丝状物，被碱性染料染成深色的结构是c染色质，细胞进行生命活动所需的能量主要由②线粒体供给。
（3）细胞的识别与细胞膜上的的a糖蛋白有关。观察活细胞中的线粒体常用健那绿染色。
（4）⑤核糖体不具有膜结构，不属于生物膜系统。
（5）分泌蛋白在核糖体上合成，然后依次运进内质网、高尔基体进行加工，最后通过细胞膜的胞吐作用分泌出去。
（6）信使RNA在细胞核中合成后由核孔进入细胞质，通过的生物膜的层数是0层。第2节
生物膜的流动镶嵌模型
【学习目标】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流动性特点
3.
通过探讨建立生物膜模型过程体会实验技术的进步所起的作用及结构与功能相适应的观点
【学习重点】流动镶嵌模型的基本内容
【学习难点】探讨建立生物膜模型过程体会实验技术的进步所起的作用及结构与功能相适应的观点
【学习新知】
学习任务一
对生物膜结构的探索历程
自主学习
活动1
1.阅读课本P65-67相关知识，了解每位科学家的研究方法及结论，完成下列内容。
（1）19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由
组成的；
（2）20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由
和
组成；
（3）1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由
三层结构；
（4）1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有
；
（5）1972年，桑格和
提出了
。
活动2
完成教材P66思考与讨论
合作交流
小组合作探究：细胞膜上磷脂分子是怎样排布成两层的？
（1）试画出将磷脂分子（以4个磷脂分子为例）放在空气—水界面上的形态
空气
界面
水
（2）如果将空气—水界面上的磷脂分子压入水中，磷脂分子在水中如何分布？（以4个磷脂分子为例）
水中
（3）细胞膜内外都是水环境，类比推测细胞膜中的磷脂分子应该怎样分布？在右上空白处画出
自学检测
1．细胞膜常常被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是
（
）
①磷脂
②蛋白质
③多糖
④核酸
A．①③
B.②③
C．①②
D．②④
2.磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是
（
）
A.
由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内
B.
由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内
C.
由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同
D.
由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对
3．仔细阅读下列信息，并回答问题：
①有人在研究未受精的卵细胞膜透过性时，发现脂溶性物质很容易通过细胞膜，而不溶于脂质
的物质则很难通过。
②细胞膜的化学成分中一定有某种物质，有利于脂质物质的通过。1925年E·Gorter和F·Grendel
用有机溶剂将人成熟红细胞膜中的这种物质提取出来，并将它在空气——水界面平铺成单分子
层时，这个分子层的面积相当于原来细胞表面积的两倍。
(1)根据上述信息可能得出的结论是
。
(2)
膜中主要成分还有
，请简要说明如何设计实验证明该物质的存在。
(3)
如果以含32PO43-的动物细胞培养液在体外培养骨髓瘤细胞。一段时间后，在新增殖的骨髓
瘤细胞中存在放射性的细胞结构主要有
。
学习任务二
流动镶嵌模型的基本内容
自主学习
活动1
学习课本P68所示内容，归纳总结桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型的基本内容，并指出模型中相关结构的名称。
自学检测
活动2
从流动镶嵌模型的主要内容可以看出生物膜的结构特点是什么？怎样判断细胞膜的内外？
自学检测
4．下列四项是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是（
）
5.如右图所示为细胞膜的亚显微结构模式图，下列有关叙述错误的是
（
）
A.
①表示细胞膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白
B.
③构成细胞膜的基本骨架，与物质进出无关
C.
②和③不是静止的，大都可以运动
D.
细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
6.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（
）
A.
糖蛋白
B
.磷脂
C.
脂肪
D.
核酸
7.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列现象中能反映该特点的是
（
）
①高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合
②变形虫能伸出伪足
③吞噬细胞吞噬病菌
④核糖体中合成的蛋白质进入细胞核
⑤核酸等重要成分不会流到细胞外
A.
①②④
B.
②③④⑤
C
.①②③
D.
①②④⑤
8.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
(1)A代表
分子；B代表
；
C代表
分子。
(2)动物细胞膨胀时B的厚度变小，这说明B具有
。
【总结提升】构建本节课知识网络
【巩固达标】1．细胞膜上与细胞表面的识别密切相关的是
（
）
A．糖蛋白
B．磷脂
C．脂肪
D．核酸
2．用丙酮从人的口腔上皮细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是
（
）
A．S1=2S2
B．S1＞2S2
C．S1＜2S2
D．S2＜S1＜2S2
3．把一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，在空气和水界面上将它们铺成单分子层（假定单分子间距离适当且相等），推测在下列细胞中，空气和水界面上磷脂分子层的表面积与原细胞的表面积之比最大的细胞是
（
）
A．大肠杆菌细胞
B．人成熟的红细胞
C．酵母菌细胞
D．乳酸菌细胞
4．用一个乒乓球，下面扎两根铁丝，可制成简易的磷脂分子，下列说法错误的是（
）
A．乒乓球表示磷脂分子的头部
B．铁丝表示磷脂分子的尾部
C．类似的小球应该制成两层
D．两层小球可表示生物膜的流动镶嵌模型
5．葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管，需透过的磷脂分子层数至少是（
）
A．4层
B．6层
C．8层
D．10层
6．取下列四个表面积相同的细胞结构，将其中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气—水界面上铺成单分子层（如图所示），测得水面上磷脂单分子层的面积最小的是
（
）
A．线粒体
B．叶绿体
C．细胞核
D．液泡
7．科学工作者用不同颜色的荧光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白后，进行细胞融合实验（如图所示）。该实验说明
（
）
A．膜蛋白是可以移动的
B．两种细胞的膜蛋白种类相同
C．膜蛋白可以起生物催化作用
D．膜蛋白能控制某些物质出入细胞
8．下列关于生物膜结构的探索历程的说法，不正确的是
（
）
A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的
B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构
C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的
9．研究发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解。这证明了（
）
A．细胞膜以磷脂双分子层为基本支架
B．组成细胞膜的物质中有脂质
C．细胞膜外表有一层糖蛋白
D．磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动
10．下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述正确的是
（
）
A．a指磷脂分子的尾部，具有亲水性
B．c指磷脂分子的非极性头部
C．构成细胞膜的蛋白质分子是静止的
D．细胞膜的识别与e有关
自学检测
1C
2B
3.(1)细胞膜中含有脂质物质且它在细胞膜中呈双层排列
（2）蛋白质、利用蒸馏水使成熟的红细胞破裂，然后通过离心等方法提取出纯净的细胞膜，再用双缩脲试剂检验，发现溶液颜色由蓝色转为紫色
（3）细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、核膜等生物膜
4A
5B
6A
7C
8、（1）蛋白质、磷脂双分子层、多糖、流动性
【巩固达标】1-5ABCDC
6-10DADBD
3(共24张PPT)
知识回顾
1、在上一节课中，通过对几种物质跨膜运输的实例，我们明白了生物膜具有的功能特性是
，能对一些离子和小分子进行选择性通过。
2、你认为生物膜具备的这个特点应该和什么有关系呢？
生物膜的结构
选择透过性
对生物膜结构的探索历程
资料1
时间：1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。
发现：
1、对生物膜组分的探索——脂质
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
根据物质相似相溶原理，分析上述材料，你能得出什么推论？
提出假说：膜是由脂质组成的
对生物膜结构的探索历程
1.欧文顿最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过对膜成分的提取和鉴定？
从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的
2.在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？
有必要，通过鉴定能更准确地说明问题
3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？
当时的技术不能实现。
对生物膜结构的探索历程
2、对生物膜组分的探索——蛋白质
20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物成熟的红细胞中分离出来，化学分析表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质
实验证据
在实验与观察的基础上提出假说，同时又需要更进一步的实验来证明。
对生物膜结构的探索历程
资料2：
1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
假如你是当时的科学家
，大胆地展开你的想象力，你能提出什么假说？
3、对生物膜结构的探索——磷脂双分子层
结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
对生物膜结构的探索历程
磷脂分子的结构及性质：
胆
碱
磷
酸
甘
油
脂肪酸
小资料
磷脂分子的“头部”亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。
亲水头部
疏水尾部
对生物膜结构的探索历程
3、细胞膜中的两层磷脂分子是怎样排布的呢？进行小组讨论后，请在纸上画出你认为最有可能的排布方式。
提示：细胞内外均为液体环境。
对生物膜结构的探索历程
蛋白质在细胞膜中是如何分布的
和磷脂双分子层位置关系如何
资料3：
1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗的三层结构。
蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。
小资料
对生物膜结构的探索历程
蛋白质
蛋白质
磷脂
单位膜模型
罗伯特森提出静止模型的观点
蛋白质—脂质—蛋白质（单位膜）
三明治模型
所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,蛋白质分子为单层片状，两侧的蛋白质分子不相同。生物膜为静态的统一结构。
思考：“三明治”结构模型有什么不足？
对生物膜结构的探索历程
单位膜静止模型无法解释的现象
对生物膜结构的探索历程
新技术带来新模型
冷冻蚀刻技术发现，膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中。
部分嵌入
贯穿膜的蛋白质
镶在膜表面的蛋白质
全部嵌入
对生物膜结构的探索历程
用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。
荧光标记技术
37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？
膜上的蛋白质具有流动性。
新技术带来新模型
在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。
生物膜流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程
对生物膜结构的探索历程
流动镶嵌模型的基本内容
1、生物膜的组成：
膜是由
和
组成的
2、膜的基本支架：
（亲水头部朝外，疏水尾部朝内）
蛋白质
脂质
磷脂双分子层
流动镶嵌模型的基本内容
4、膜的结构特点：具有流动性（磷脂和大部分的蛋白质分子都是可以运动的）
3、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。
功能：
①保护、润滑作用（消化道、呼吸道上皮的糖蛋白）
②细胞识别
2、少数与膜脂结合——糖脂
糖类在膜上的分布
1、生物膜中的糖类大多与膜外表面的蛋白质结合形成糖蛋白，叫糖被。
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。
不断完善和发展的流动镶嵌模型
小结
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由
组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要
由
和
组成；
1925年，两位荷兰科学家将红细胞膜的脂质铺展成单层分子发现此时的面积是原膜表面积的两倍，提出了
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都
由
三层结构；
1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有
；
1972年，桑格和
提出了
。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
概念图小结
生物膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
③
④
②
流动性
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质分子
①
1.
下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是（
）
A.
葡萄糖
B.
蛋白质
C.
甘油
D.
无机盐离子
C
自我检测
2.
脂质能够优先通过细胞膜，这是因为（
）
A.
细胞膜以磷脂双分子层为支架
B.
细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白
C.
细胞膜外有一层糖蛋白
D.
磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动
A
3．细胞膜经脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此推断，细胞膜的化学成分主要是
A．水
B．脂质和蛋白质
C．多糖
D．核酸
4．若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，静置铺展后，分布模式应是(共27张PPT)
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
学习目标
①通过简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，能够举例说明生物膜的结构特点是具有一定的流动性。
②通过分析科学家建立生物膜模型的过程，能够阐述科学发展的一般规律。
对生物膜结构的探索历程
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对细胞膜进行上万次的通
透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
资料卡片1：E.Overton
及其实验相关图片
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
E.Overton的推测：
细胞膜中含脂质。
时间：1925年
人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel
实验：
资料卡片2：E.Gorter和F.Grendel的研究
细胞膜中的磷脂是双层分布的
结论：
从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。
磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。
磷脂分子结构
水
思考：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
思考一下：细胞膜内外两侧都有水溶液，双层磷脂分子如何排列？
2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？
有必要，通过鉴定能更准确地说明问题
3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？
当时的技术不能实现
1.最初认识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鉴定？
从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。
讨
论
资料卡片3：
科学家在实验中发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。
问题探讨：根据实验现象,你对细胞膜的化学成分是否还有新的推测
推测：
膜中可能还含有蛋白质等。
科学家对哺乳动物红细胞细胞膜进行化学分析
红细胞的细胞膜
确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。
时间：
实验：
发现：
20世纪初
资料卡片4：
电子显微镜用电子束照射被检样品。由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。由于蛋白质电子密度高所以显暗带，磷脂分子则电子密度低呈亮带。
资料卡片5：
超薄切片技术获得的细胞膜照片
罗伯特森提出生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构。
三明治结构
电镜冰冻蚀刻(冰冻断裂)将标本冰冻,然后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
资料卡片6：
蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
蛋白质在膜中的分布是不对称的
时间：1970年
人物：弗雷和埃迪登(Frye
和
Edidin)
实验：
资料卡片7：
膜蛋白可以运动
结论：
时间：1972年
人物：桑格和尼克森
（S.
J.
Singer
&
G.
Nicolson
）
资料卡片8：
假说：流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
1.磷脂双分子层组成生物膜的基本支架；
（磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。）
2.蛋白质有的镶在磷脂双分子层的表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性）
3.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜具有一定的流动性（结构特点）
侧向扩散
旋转
摆动
翻转
旋转异构
伸缩震荡
4.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被有保护和润滑作用、与细胞识别、胞间信息交流、免疫反应、细胞癌变等有密切联系）。
磷脂双分子层
蛋白质分子
镶在
表层
贯穿
嵌插
糖被
膜外侧
磷脂双分子层------构成细胞膜的基本骨架
蛋白质分子------镶在表层或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中
结构特点：具有一定的流动性
生物膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
③
④
②
流动性
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质分子
①
决定
1．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（
）
A．细胞膜是选择透过性膜
B．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
C．细胞膜的分子结构具有流动性
D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
A
2、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（
）
A.细胞膜具有一定流动性
B.细胞膜是选择透过性
C.细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
C
3．人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（
）。
A．选择透过性
B．保护作用
C．流动性
D．自由扩散
4．一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（
）。
A．结构特点具有流动性
B．选择透过性
C．专一性
D．具有运输物质的功能
C
A
5.细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型的最大的不同是（
）
A.流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性
B.蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性
C.流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性
D.蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性
A《生物膜的流动镶嵌模型》教学设计
1.教学目标：
(1)知识与技能
①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，简述科学发现的一般规律。
②举例说明生物膜具有流动性特点。
③简述流动镶嵌模型的基本内容。
(2)过程与方法
①通过分析科学家建立生物膜模型的过程，学习做出假设。
②发挥空间想象力，通过制作模型，构建细胞膜的空间立体结构。
(3)情感态度与价值观
①生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。
②正确认识科学价值观，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要有严谨的推理和大胆的想象，并通过实验进一步验证。
③正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用。
2（1）教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。
（2）教学难点：对科学探究过程的分析，建立生物膜模型的结构与功能相统一的观点。
3教学程序
4教学过程
学习内容
教师活动
学生活动
设计意图
导入
问题：回忆细胞膜的功能，细胞膜具有怎样的功能？你认为细胞膜应该具备怎样的结构使它具有这样的功能？现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，你选用哪种材料制作细胞膜呢？为什么？你还有更好的材料吗？真实的细胞膜又有着怎样的结构呢？今天我们就沿着科学家的足迹共同来探索吧！
回顾旧知识思考相关问题并进行讨论得出结论:由于细胞膜是系统边界，能控制物质进出，形态会变化，所以弹力布相对较适合
通过回顾知识，为新课学习做好铺垫，也有利于完善知识体系激发学生对生物膜结构的好奇心和探索热情
生物膜结构的探索历程
教师展示资料1欧文顿实验：时间：19世纪末
1895年 人物：欧文顿实验：
问题1：根据实验，你能提出什么假说？问题2：此时是对现象的推理分析还是通过对膜成分的提取和鉴定？问题3：为什么不直接对膜成分分离鉴定呢？问题4：得出结论后，有必要对膜成分提取分离和鉴定吗？教师展示资料2其他科学家用蛋白酶处理哺乳动物红细胞膜，膜被破坏。问题1：这说明细胞膜还有什么成分？教师讲解：20世纪初，科学家才能第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分的确是磷脂和蛋白质。从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的，同时又需要更进一步的实验来证明。 那么这些物质如何组成膜？教师展示资料31925年 两位科学分离纯化了红细胞，从一定数量的红细胞中抽提脂类，发现提取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为（1.8～2.2）∶1，约为两倍。问题1：请展开想象，提出假说。教师展示磷脂分子结构示意图，进行讲解：磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，结构既有疏水基团（尾部），又有亲水基团（头部）。问题1：在水—空气界面上，磷脂分子如何排布？(黑板上画出水—空气界面)教师巡视点评。问题2：细胞内外都是水为基础的液体环境，在细胞膜上磷脂分子又如何排布？(黑板上画个圆表示细胞)教师指导纠正。教师设问：蛋白质和磷脂的位置关系如何呢？展示资料4：罗伯特森的单位膜模型 时间：1959年 人物：罗伯特森 实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。（图片展示）问题1：罗伯特森观察到什么现象？提出什么假说？教师讲解：蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色，磷脂的电子密度低，显亮色，罗伯特森借助电子显微镜观察，建立了蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型，他认为蛋白质覆盖在磷脂两侧在膜中分布是对称的，生物膜是静态结构。问题3：这种模型有什么局限性吗？展示白细胞吞噬病原体、变形虫运动、细胞分裂等动画启发学生。教师展示资料5：冰冻蚀刻电子显微法问题：观察图，蛋白质在膜上如何排布？教师展示资料6：时间：1970年 人物：弗雷和艾迪登实验：将人和鼠的细胞融合实验。（播放动画）问题1：该实验现象如何？说明了什么？问题2：请例说明细胞膜具有流动性。
学生观察分析思考问题细胞膜有脂质成分对现象推理分析当时技术较低，无法实现有必要，能更直观准确说明问题思考回答：细胞膜的成分除了脂质，还有蛋白质阅读资料，认真思考之后回答：细胞膜中的磷脂为两层。学生观察示意图，进行思考讨论，并画图。学生进一步思考，分组讨论画图，个别学生到黑板前画图展示。思考回答：1.暗-亮-暗三层结构2.假说：生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。3.局限性：这种静态的生物膜模型解释不了膜的很多生理现象。学生观察图片，思考回答：蛋白质有的平铺于膜上，有的镶嵌在磷脂中，有的贯穿膜两侧蛋白质在膜上排布不对称、不均匀。学生思考讨论，回答如下：1.实验现象是两种颜色的荧光均匀分布。说明细胞膜具有流动性。2.白细胞吞噬病原体分泌蛋白的合成分泌、质壁分离、细胞分裂等
学生通过体验科学家实验，领会到科学实验的艰辛，感受到科学家的百折不挠精神。尝试提出假说，意识到假说的提出需要试验和观察的依据。意识到科学发展离不开技术的支持。假说是否成立需要实验进行验证。使学生意识到技术进步促进假说发展完善。感同身受，通过观察思考，体验研究历程，提高思维能力在前个问题基础上，进一步深入思考，接近事物本质。再次说明技术进步推动科学发展。勇于挑战权威，科学家的观点不全是真理，树立勇于质疑的科学精神。技术在进步，思维在更新。荧光标记技术的出现，使人们能直观地观察到膜的动态变化。再次说明技术进步推动科学发展。应用动画模拟，激发学习兴趣，使实验更真实，体验更深刻。结合生活实际和已学知识，理论联系实际，学以致用，并促进对新知识的理解掌握。
流动镶嵌模型内容
教师讲解：在新的观察和实验技术基础之上，又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。展示资料7：时间：1972年人物：桑格（S.
J.
Singer）和尼克森内容：流动镶嵌模型问题1：细胞膜的组成成分有什么？问题2：细胞膜的基本支架是什么？问题3：蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？问题4：细胞膜具有怎样的结构特点和功能特点？教师在学生回答之后补充完善，讲解细胞膜外侧上有糖蛋白，糖蛋白具有保护、润滑作用，与细胞表面识别、细胞间信息交流密切相关。布置练习：画细胞膜结构的简图，并注明主要分子的名称。问题5：生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？请说说你的看法。问题6：纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？问题7：分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？
结合前面探究历程，观察流动镶嵌模型示意图，思考回答，总结出细胞膜的流动镶嵌模型基本内容。学生画图，教师巡视指导，并用投影仪展示典型作品。学生分组讨论，各抒己见，达成以下共识：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。实验技术的进步对科学发展起到推动作用。结构和功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识、再实践、再认识，使人类一步步接近生物膜结构的真相。
发挥学生主体作用，通过学生观察思考回答、教师补充归纳讲解、画图练习、作品展示等方式，感知知识形成，突出重点。3个问题促进学生深入思考，训练学生发散思维，总结结构与功能相适应的观点。意识到人类对自然的认识永无止境。使本节内容意境得以升华。
小结
教师展示以下概念图教师依据概念图，对本节课内容简要概括总结。作业布置：完成课本69页课后练习。
学生回顾本节知识，填写相关内容。
构建概念图，可以了解学生对知识的理解情况，并对本节内容回顾，使学生形成知识框架。巩固所学知识。
5教后反思
本节教学设计本着学生是学习与发展中的主体的教学理念，突出科学史教育，教师应用多媒体课件展示科学研究史实，生动形象，精心设计问题，环环相扣，激发学生兴趣，步步引导学生探究，启迪科学研究思维，让学生沿着科学家的足迹前行，感同身受，从中学习模型建构方法：实验、推理想象—提出假说—进一步验证完善—不断发展；正确认识实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用；总结科学发现的一般规律。经过回顾科学家的探索之路后，本节的重点流动镶嵌模型就自然生成，因此教师只要设置问题情境，让学生自主归纳，教师进行补充完善即可，教学过程该放手时就大胆放手，这样既利于提高学生思维能力，又能使他们体验成功的喜悦。
在教学设计中，应考虑学生现有知识水平和认知结构，如磷脂分子结构与特性是学生未学过的知识，应适当补充，在此基础上设置问题，并注意问题设置应有梯度，一步到位会让学生感觉太难而放弃思考。当学生考虑欠缺，表述不周时应予以适当引导鼓励，提供帮助，以保护学生自尊心，当学生表现出色时，应予以赞扬肯定，激发维持学生的学习积极性。
应用多种教学方法，如小组讨论、自主画图、动画演示、教师讲授等，通过师生互动、生生互助活跃课堂气氛，通过问题探讨、课堂活动，调动学生脑、口、眼、手多种感官，让学生学习方式多样化，提高能力的同时更乐学爱学。
在实际教学过程中，课堂上活动较多，学生思考时间有限，未能做到每个环节充分调动所有学生的积极性，一些问题的探讨未深入到本质，今后在教学过程应注意时间安排合理化，加强学生能力训练，进一步提高课堂效率。
