课件30张PPT。三亚市港务局学校 史凌凤第二节 生物膜的流动镶嵌模型11.谜语中能体现细胞膜的什么功能？
2.上节课的探究实验（植物细胞
的吸水和失水）说明细胞膜的什
么功能？细胞膜具有弹性吗？是谁,隔开了原始海洋的动荡,
是谁,为我日夜守边防,
是谁,为我传信报安康。
没有你,我——一个小小的细胞
会是何等模样?1 细胞膜具有以下功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
2.选择透过性
3.弹性结构与功能相适应1科幻之旅
如果有“时光机器”，将此刻的你送回19世纪，你是当时的一位科学家，对于生物膜结构的探究你首先从哪方面入手呢 ?1开篇：
从生理功能入手的科学研究--假说法1 时间：19世纪末
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，发现脂溶性物质比非脂溶性物质更容易通过细胞膜。资料一提出假说：膜是由脂质组成的非脂溶性物质脂溶性物质从生理功能入手的科学探究1 1.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2.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从生理功能入手的科学探究技术的进步对科学的发展起到关键性的推动作用3.技术对科学发展起什么作用？1 时间：20世纪初
实验：科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后进行化学分析。资料2.其他科学家的实验化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质
从生理功能入手的科学探究脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？1继承篇：
单位膜模型的提出1单位膜模型的提出实验证据 1925年 荷兰科学家Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）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
脂质分子必然排列为连续的两层GORTER脂单分子层=2×1单位膜模型的提出小资料磷脂是组成细胞的主要脂质，
它有一个亲水的磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：
磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？亲水“头部”疏水“尾部“水空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。1单位膜模型的提出细胞膜的两侧都有水环境存在，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？推测1单位膜模型的提出蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
推测？？……问题：1 时间：1959年
人物：罗伯特森（J.D.Robertson）
实验：在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成资料三思考单位膜结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的，不变的，解释不了膜
的许多生理功能。提出假说：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，称之为单位膜。单位膜模型的提出1单位膜模型无法解释的现象1开拓篇：
新技术带来新模型1资料5.人-鼠细胞融合实验(荧光标记法)实验结论:细胞膜上的蛋白质具有流动性
新技术带来新模型1新技术带来新模型①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动小资料磷脂分子的运动细胞膜具有流动性1新技术带来新模型在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中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。流动镶嵌模型1流动镶嵌模型的基本内容：1、 构成膜的基本支架。（其中磷脂分子的 朝向两侧， 朝向内侧）磷脂双分子层疏水性的尾部 亲水性头部12、 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）镶嵌入横跨蛋白质分子1 3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。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）15、细胞膜外表，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。（糖被有保护润滑作用并与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）1新篇章：
人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微……1通过这堂课，一定让你对膜有了新的认识……
利用废弃物尝试制作细胞膜模型~~~做一做1现象观察：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。
提出假说： 。 实验证明：20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由 和 组 成。
提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 实验探究： 1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍， 提出 .
1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由 三 层结构。
提出新问题：如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能有怎样解释呢？ 组织新探究：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，桑格和尼克森提出了 。 回顾：对生物膜结构的探索历程脂溶性膜是由脂质组成脂质蛋白质脂质分子排列为连续的两层蛋白质-脂质-蛋白质流动性流动镶嵌模型课堂练习:11、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1 3、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2、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（ ）
A 保护作用 B 一定的流动性
C 主动运输 D 选择透过性
1感谢指导！1下课了！叮铃铃1
生物膜流动镶嵌模型教案
三亚市港务局学校 史凌凤
教学目标?
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的特点?；
?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、态度和价值观?
?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、科学家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?1、对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；?
2、生物膜的空间立体结构；?
3、生物膜的流动性特点。?
教具准备? 生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件?
教学流程?
引入→“问题探讨”→体验“生物膜结构的探索历程”→阐述“流动镶嵌模型的基本内容”?
教学过程?
情景创设?
谜语引入
教师：根据前面已掌握的知识，回答下面两个问题
1.谜语中能体现细胞膜的什么功能？
2.上节课的探究实验（植物细胞的吸水和失水）说明细胞膜的什么功能？细胞膜具有弹性吗？
学生：
综合这两个问题我们可以看出细胞膜具有以下功能：
1.将细胞与外界环境分隔开
2.选择透过性
3.弹性
在前面我们制作真核细胞的三维结构模型中，遇到过用什么材料做细胞膜的问题，现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，你选用哪种材料呢？为什么？这也是第四章第二节问题探讨中的问题，大家翻到教材的65页?。
学生：
教师：大家进行选择的依据是利用了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学观点呢？?
学生：
教师：实际上，生物膜不可能是弹力布所组成的。要找到更好的材料，我们还需要对细胞膜的结构有更深入的认识。?今天我们就一起来学习生物膜的流动镶嵌模型。
（二）师生互动?
1、对生物膜结构的探索历程?
教师：人们对事物的认识是需要一个过程的，科学家对生物膜结构的孜孜以求地探索历经了一百多年时间，走过了一条曲折的道路，直到现在仍有许多科学家在继续深入研究。下面进入一段科幻之旅，试想如果有时空机器，将此刻的你送回19世纪，如果你是当时的一位科学家，对于生物膜结构的探究你首先从哪方面入手呢？（分组讨论，提示学生，引导他们明白限于当时的技术条件，还不能亲眼看到生物膜，无法想像它的结构是什么样的，引导学生通过教材提供的资料明白当时科学家是从生理功能入手来探究的，通过实验观察，根据实验现象和有关知识提出假说，提示学生作出假设后的步骤是什么（通过实验来验证假设），从而进入下面的学习。）?
学生：
教师：假说法是生物学研究上常用的一种科学方法，这也是我们今天探究生物膜的结构的一个重要的方法。下面，就让我们沿着科学家的足迹，一起重温一下这段历史。?
开篇： 从生理功能入手的科学研究
展示材料：欧文顿的实验及其相关的图片
时间：19世纪末
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过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
教师：根据实验，你能提出什么假说？?
学生：?
教师：在得出结论之后，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？?
学生：?
教师：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？?
学生：
教师：技术对科学发展起什么作用？
学生：
假说在实验与观察的基础上提出，但还需要进一步的实验和观察来验证和完善。直至20世纪初，科学家才完成这个历史使命，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脂质和蛋白质。
?问题（2）：脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？
?带着这个问题进入下一个篇章。
继承篇： 单位膜模型的提出
展示材料：
时间：1925年?
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel?
实验：1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）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。教师：假如你是当时的科学家，根据这个现象你能做出什么假说？
学生：
教师：那这两层磷脂分子在细胞膜中又是怎样排布的呢？
先了解磷脂的小资料（幻灯片展示）
想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
学生：
推测：细胞膜的两侧都有水环境存在，大胆地展开你的想象力，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
学生：?
问题（3）：蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？?
40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边
展示材料：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由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成?
提出假说：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，称之为单位膜。
单位膜模型有什么不足？
学生：
问题（4）：有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？?
教师放白细胞吞噬病原体的动画，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。
教师：大家还能举出其他例子吗？
学生：
开拓篇： 新技术带来新模型
教师：单位膜结构模型生物膜的观点很快又被新的技术手段下的实验所否定。科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的镶嵌在磷脂双分子层中。
展示材料⑤：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验?
时间：1970年?
实验：将人和鼠的细胞膜上的蛋白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光蛋白质均匀分布。?
由学生得出结论
教师：在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中 1972年桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。?
教师：下面来了解生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，大家先阅读68页第一段及小字部分，我们再一起总结（提供图片，由学生总结）
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。
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。
3、磷脂分子是可以运动的，具流动性。
4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。
5、细胞膜外表，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。
?教师：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。它无法完美地回答生物膜的所有功能。
新篇章：
?教师：人类对自然界的认识永无止境，流动镶嵌模型需进一步完善和发展，在新技术的创新和进步下，对膜的研究将更加细致入微。
（三）课堂小结?
我们这节课就到这里，一方面我们重温了科学家探索细胞膜结构的历程，使我们加深了对科学过程和方法的理解。另一方面我们也学习了生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，这对于我们学习下一节物质跨膜运输的方式有很重要的帮助。??
（四）布置作业?：
通过这堂课，一定让你对膜有了新的认识……课后请利用废弃物尝试制作细胞膜模型
［课堂练习］?
板书设计
第四章 第二节 生物膜流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
1. 19世纪末 1895年?欧文顿（E. Overton）提出假说：膜是由脂质构成的。
2. 20世纪 对膜化学成分鉴定：膜是由脂质和蛋白质组成的。
3. 1925年?荷兰科学家Gorter和Grendel?提出：细胞膜中的磷脂是两层的。?
4. 1959年?罗伯特森J. D. Robertson提出：生物膜静态模型蛋白质—磷脂—蛋白质的三层结构构成的
5. 1970年?Larry Frye等?提出：细胞膜具有流动性
6. 1972年桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）提出：流动镶嵌模型
二、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。
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。
3、磷脂分子是可以运动的，具流动性。
4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。
5、细胞膜外表，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。
