第2节 生物膜的流动镶嵌模型
松岗高中 梁惠梅
一、 三维目标
知识与技能
（1）简述生物膜的流动镶嵌模型。
（2）举例说明生物膜具有流动性。
（3）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及实验技术的进步所起的作用。
2.过程与方法
通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，提出假设。
发挥空间现象力，构建细胞膜的空间立体模型。
3.情感态度和价值观
探讨建立生物膜模型的过程中，树立生物膜结构与功能相适应的生物学辨证观点。
正确认识科学的价值观，理解假说理论。
正确认识技术在科学研究中所起的作用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
科学家对生物膜结构的探索历程。
流动镶嵌模型的基本内容。
2.教学难点
（1）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。
（2）生物膜的流动特点。
三、教学策略
建议使用1课时。
1.调动学生已有的知识和经验，激发学生的探究欲望。
学生在第2章的学习中曾经制作真核细胞的三维结构模型，当时就遇到过用什么材料做细胞膜的问题。本节课可以从这个问题入手，让学生从结构与功能相适应的角度分析，用什么材料做细胞膜，能更好地体现细胞膜的功能。关于这个问题，学生已有的知识是：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界；细胞膜能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过；植物细胞质壁分离和复原的实验告诉学生，细胞能够在一定范围内涨大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。教材中“问题探讨”栏目列出了三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，其中塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足上述三项功能的要求。通过这个问题的讨论，学生就会认识到建立细胞膜的结构模型，必须从结构与功能相适应的观点出发来思考。当然，细胞膜不可能是由弹力布构成的。细胞膜到底具有怎样的结构，才能使它具有上述功能呢？这就会引起学生进一步探究的兴趣。此时可以让学生讨论“问题探讨”中第二个讨论题：“你还能想出更好的材料做细胞膜吗？”让学生更广泛地调动已有的知识和生活经验，通过联想和想像，进行更广阔和深入的思考，以培养他们发散思维的能力，同时进一步强化探究欲望。
2.设计问题串，分析科学家探索生物膜结构的曲折历程。
设计问题串，引导学生一步一步地分析科学家的实验和结论，宛如亲历科学家探索的历程，使学生切身感受科学的魅力，始终保持高昂的兴趣，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，并且加深对科学过程和方法的理解。
问题(1)要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清其组成成分。那么，细胞膜的组成成分是什么呢？（介绍欧文顿的实验和推论）
欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？（介绍科学家的化学分析结果，指出膜主要由脂质和蛋白质组成；分析假说是如何提出的，假说与观察和实验证据的关系）
问题（2）脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？（介绍两位荷兰科学家的实验，分析脂双层这一结论的由来）
蛋白质位于脂双层的什么位置呢？（简介20世纪40年代的推测和罗伯特森1959年提出的“三明治”结构模型）
指出“三明治”结构模型的不足，说明细胞膜不应是静态的刚性的结构，而应当是动态的弹性的结构。
问题（3）有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？（重点介绍荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有流动性；并讨论技术的进步在细胞膜研究中的作用，强化结构与功能相适应的观点）
老师总结探索历程，指出流动镶嵌模型为大多数人所接受。
3.介绍流动镶嵌模型的基本内容。首先，教师再呈现生物膜的结构模型示意图，结合该图阐述流动镶嵌模型的基本内容。然后，播发动画，加深学生印象巩固知识。
4.评价反馈：课堂练习和课外拓展。巩固教学效果，拓宽和加深学生的知识。
5.课堂小结：
6.课后作业。
四、板书设计
生物膜的成分：脂质（现象的推测）
脂质和蛋白质（鉴定）
生物膜的结构：双层磷脂分子
“蛋白质--脂质--蛋白质”三明治结构（单位膜模型）
结构特点： 具有一定的流动性
功能特点： 选择透过性
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课件28张PPT。第4章 细胞的物质输入和输出第2节 生物膜的流动镶嵌模型 本节聚焦
简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
并举例说明生物膜具有流动性特点
探讨在建立生物膜模型的过程中，实验
技术的进步所起的作用。
通过分析科学家建立生物膜模型的过
程，你对科学的过程和方法有哪些领
悟？问题探讨1.在制作真核细胞三维结构模型中,用什么材料做细胞膜更合适呢（塑料袋、
普通布、弹力布）?
2.根据结构与功能相适应的观点分析，你还能想出更好的材料做细胞膜吗？
一、对生物膜结构的探索历程 时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透
性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
提出假说：资料一膜是由脂质组成的
2.欧文顿的分析假说是如何提出的呢？根据他的实验结果：凡可以溶于脂质的物质，比不溶
于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。3.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，推论不一定正确，只有通过鉴定能更准确地说明问题4.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。假说理论现象假说实验提出验证 时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：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
提出假说：资料二细胞膜中的磷脂是双层的磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。 时间：1959年
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白
质”的三层结构构成
提出假说：资料三思考
“三明治”结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜
功能的多样性相矛盾。生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，
让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半
发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布
提出假说：资料四细胞膜具有流动性时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型 对生物膜结构的探索历程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；
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小结生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容：1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）2、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。（体现了膜结构内外的不对称性）3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）5、细胞膜外表，覆盖着一些糖被。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.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？ 实验技术的进步起到了关键性的推动作用。3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何得到体现的？在建立生物膜模型的过程中，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的真相。思考
1、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课堂练习2.提出生物膜的流动镶嵌模型的科学家是（ ）A 欧文顿 B 桑格和尼克森
C 施旺和施莱登 D 罗伯特森3、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)多糖 (3)蛋白质 (4)核糖
A(1)(3) B (1)(2) C(2)(3) D(2)(4)4、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5、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的结构具有（ ）
A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性
6、研究中发现，把用发射性同位素3H标记的氨基酸注入胰岛细胞中，结果会在细胞外检测到含放射性元素的蛋白质，蛋白质是以 的形式释放到细胞外的，这一事实证明了细胞膜具有 的结构特点。囊泡一定的流动性能力提升1.温度会对细胞膜的运动有影响吗?2.分析生物膜模型的建立过程,你对科学的过程和方法有哪些领悟呢?课 堂 总 结一、对生物膜结构的探索历程
二、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
1.膜是由蛋白质和脂质组成的
2.膜的基本支架：磷脂双分子层
3.蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中
4.膜的结构特点：流动性
5.膜的功能特点：选择透过性课后拓展
搜索科学家对生物膜研究的最新进展资料,课后同学间相互交流。
www.labsky.com
www.scichina.com
www.toxsmmu.com
www.pep.com.cn
课后作业：
利用废旧物品制作生物膜模型。
再 见 !二、流动镶嵌模型的基本内容磷脂（膜脂）的运动有多种形式：1、侧向扩散； 2、旋转运动； 3、摆动运动；
4、伸缩运动； 5、翻转运动； 6、旋转异构●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜两层暗层一层明层
