课件24张PPT。生物膜的流动镶嵌模型生物膜控制物质的进出亲水端
（头部）疏水端
（尾部）磷脂分子的结构特点： 资料一：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，“头”部是亲水的，“尾”部是疏水的。问题1：磷脂分子在水表面（空气－水界面）上将
怎样排布？问题2：磷脂分子在水体内，呈球状，
又是怎样排布的呢？再试试看如果是下面的情况呢？应该是这样的 或 问题3：生物膜（如红细胞的细胞膜）的磷脂分子的
排布最有可能是哪一种？原因是什么？ 资料二：1925年，荷兰科学家 E. Gorter & F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞细胞膜的脂质，在空气—水界面铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 问题4：从Gorter 和Grendel的研究中我们能得出什么结论？结论:磷脂分子在细胞膜上呈双层排列H+、Na+、K+、cl-等人工脂双层 资料三：人们在研究人工合成的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性时发现，脂溶性的物质易透过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子等难以透过。而生物膜却可以透过上述物质。 根据实验现象，你认为生物膜的化学成分与人工合成的脂双层膜完全相同吗？ 资料四：20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，1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”的三层结构，并构建了“单位膜”模型 。中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。 问题6：你能尝试绘制出罗伯特森构建的“单位膜”模型示意图吗？ 资料五：随着技术手段不断用于膜的研究。科学家发现：膜蛋白不是全镶在磷脂双分子层表面，有的是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。请你在单位膜模型的基础上完善生物膜的结构图探 究 给大家提供以下的主要实验材料及用具，请设计实验方案，探究细胞膜上蛋白质分子能否运动。
荧光染料:有红色、绿色等不同颜色，可标记细胞膜表面的蛋白质分子
细胞: 小鼠细胞、人细胞等
激光器：激光过度照射可使荧光分子失去发荧光的能力
促融剂：能促进两个细胞融合为一个细胞
实验方案：方案1：荧光标记激光处理 370C
40分钟后加促融剂
细胞融合红色荧光标记的膜蛋白1970年，Frye和Edidin的人-鼠细胞融合实验方案2：绿色荧光标记的膜蛋白生物膜的结构特点:具有一定的流动性 资料六：1972年，桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止的,而是可以流动的.生物膜的流
动镶嵌模型问题7：流动镶嵌模型与“单位膜”模型有何异同？"单位膜"模型流动镶嵌模型让我们来看看生物膜的结构：磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白 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。2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家P. Agre和R. MacKinon。P. AgreR.MacKinnon生物膜的流动镶嵌模型
一、生物膜结构的探索
1．磷脂双分子层
镶在磷脂双分子层表面
2．蛋白质 嵌入磷脂双分子层中
横跨整个磷脂双分子层
3．结构特点：具有一定的流动性
二、流动镶嵌模型总结练习 1 .科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过
细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，
也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜
的物质中有________________。
2. 细胞膜的结构特点是 ( )
A. 构成细胞膜的磷脂分子可以运动
B. 构成细胞膜的蛋白质分子可以运动
C. 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的
D. 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动的D脂质和蛋白质 3.请看以下动画后思考, 白细胞能够吞噬病菌，此过程的完成与细胞膜的结构有何关系？体现了细胞膜的结构具有一定的流动性课外制作：参考教材P69
以小组为单位，自选材料制作一个生物膜模型，
下次上课时带到课堂展示，看谁做的更好。谢谢光临，请各位同行提出宝贵的意见！邮箱：jjjkkk1025@126.com生物膜的流动镶嵌模型学案
资料一：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，“头”部是亲水的，“尾”部是疏水的。
问题1：磷脂分子在水表面（空气－水界面）上将怎样排布？
问题2：磷脂分子在水体内，呈球状，又是怎样排布的呢？
图1 图2
问题3：生物膜的磷脂分子的排布最有可能是哪一种？原因是什么？
资料二：1925年，荷兰科学家 E. Gorter & F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞细胞膜的脂质，在空气—水界面铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
问题4：从Gorter 和Grendel的研究中我们能得出什么结论？请画出示意图。
图3
资料三：人们研究人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。发现，脂溶性的物质易透过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子等难以透过。而生物膜却可以透过上述物质。
资料四：20世纪40年代，曾有学者推测脂质两边各覆盖蛋白质。直到50年代，电子显微镜诞生，1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”的三层结构，并构建了“单位膜”模型 。中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。
问题5：你能尝试绘制出罗伯特森构建的“单位膜”模型示意图吗？
（请在图3上补充完善）
资料五：随着技术手段不断用于膜的研究。科学家发现：膜蛋白不是全镶在膜的表面，有的是部分嵌插或贯穿在脂质双分子层中的。
（请在图3上进一步补充完善。）
给大家提供以下的主要实验材料及用具，请设计实验方案，探究细胞膜上蛋白质分子能否运动。
荧光染料:有红色、绿色等不同颜色，可标记细胞膜表面的蛋白质分子
细胞: 小鼠细胞、人细胞等
激光器：激光过度照射可使荧光分子失去发出荧光能力
促融剂：能促进两个细胞融合为一个细胞
设计方案：
方案一：
方案二：
资料六：1972年，桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止的,而是可以流动的.
生物膜的结构特点：
问题6：流动镶嵌模型与“单位膜”模型有何异同？
相同点：
不同点：
练习：下图表示细胞某一部分的亚显微结构，请根据图回答下面的问题：
（1）图示???????? 的亚显微结构；
（2）图中①、②、③、④表示的化学物质分别是? 、?????? 、?????? 和??????? ；
（3）这种结构的主要特点是???????? ，其生理特性是???????? ；
（4）②在①上的排布方式是 ???????；
； 。
生物膜的流动镶嵌模型教案
一、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，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。理解生物膜的结构特点是具有一定的流动性（包括膜脂的流动性和膜蛋白的运动性），这种流动性对于活细胞的生命活动，有着十分重要的意义。
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、做出假设，理解假说的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。同时，理解实验技术的进步所起的作用。
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具有的功能特点上开展的，树立生物结构与功能相适应的生物学辩证观点。
（2）正确认识科学价值观。
（3）正确认识技术在科学研究中所起的作用。
二、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。
三、教学难点
1．利用资料尝试建立生物膜模型的过程。
2．细胞膜流动性的有关实验设计（包括细胞膜流动性的理解）
四、教学策略
本节课采用“提供资料→提出问题（要求）→做出假设（构建模型）→提供实验验证”的教学模式，通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计，体现学生“自主、探究、合作”的学习方式，感受科学家探索的历程和过程的艰辛。本节安排1课时。
五、教具准备
多媒体（课件）、细胞膜结构模型、学生分组及教师演示材料
六、教学过程
导入：用多媒体展示某些膜结构功能的视频
生物学观点认为结构和功能是相适应的？那么生物膜具有什么样的结构，使其能完成以上的功能呢？这是这节课我们要探究的内容。
在前面，通过对哺乳动物红细胞膜的研究，了解到细胞膜等各种生物膜主要是由脂质和蛋白质组成。在组成膜的脂质中，磷脂最丰富。那么，磷脂分子怎么参与到生物膜结构的构建呢？
教师给出资料，并提供建立模型的实验用具，提出探究的问题，引导学生活动。
资料一：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，“头”部是亲水的，“尾”部是疏水的。
问题1：磷脂分子在水表面（空气－水界面）上将怎样排布？
模型构建参考方案：磷脂分子在水表面（空气－水界面）上铺展成单分子层。
问题2：磷脂分子在水体内，呈球状，又是怎样排布的呢？
模型构建参考方案：
问题3：生物膜（如红细胞的细胞膜）的磷脂分子的排布最有可能是哪一种？原因是什么？
学生讨论、比较、选择。
教师引导得出假设需要实验验证，提供科学家曾经做过的实验。
资料二：1925年，荷兰科学家 E. Gorter & F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞细胞膜的脂质，在空气—水界面铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
问题4：从Gorter 和Grendel的研究中我们能得出什么结论？
引导学生得出：磷脂分子在细胞膜上呈双层排列
教师给出资料，并提供建立模型的实验用具，提出探究的问题，引导学生活动。
资料三：人们研究人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。发现，脂溶性的物质易透过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子等难以透过。而生物膜却可以透过上述物质。
根据实验现象，你认为生物膜的化学成分与人工合成的脂双层膜完全相同吗？
资料四： 20世纪40年代，曾有学者推测脂质两边各覆盖蛋白质。直到50年代，电子显微镜诞生，1959年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”的三层结构，并构建了“单位膜”模型 。中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。
问题5：你能尝试绘制出罗伯特森构建的“单位膜”模型示意图吗？
学生自主构建“单位膜”模型（体现蛋白质镶在磷脂分子层的表面）。
资料五：随着技术手段不断用于膜的研究。科学家发现：膜蛋白不是全镶在膜的表面，有的是部分嵌插或贯穿在脂质双分子层中的。
学生对已构建的模型修改，展示出蛋白质不光有镶在表面的，还有部分或全部嵌入的，还有横跨整个磷脂双分子层的。
（使学生进一步认识假设需要实验验证，可提供或介绍科学家曾经做过的实验）
给大家提供以下的主要实验材料及用具，请设计实验方案，探究细胞膜上蛋白质分子能否运动。
荧光染料:（有红色、绿色等不同颜色，可标记细胞膜表面的蛋白质分子）
细胞: 小鼠细胞、人细胞等
激光器（激光过度照射可使荧光分子失去发出荧光能力）
促融剂：能促进细胞的融合
实验方案：
方案一：荧光标记，激光处理，观察现象
方案二：不同颜色荧光标记，细胞融合，观察现象
教师引导总结得出：生物膜上的蛋白质分子具有流动性。
资料六：1972年，桑格（S. J. Singer）和尼克森（G. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止的,而是可以流动的.
教师展示“流动镶嵌模型”的动画和模型，学生丰富感性认识。
归纳生物膜的结构特点：具有一定的流动性
问题6：流动镶嵌模型与“单位膜”模型有何异同？
教师引导学生明确：
相同点：都认为组成生物膜的主要物质是脂质和蛋白质。
不同点：
1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧
2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的，而三层结构认为生物膜是静止结构
教师指出膜上还有糖的成分，指引学生阅读教材“生物膜的结构模型示意图”及相关文字。
生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？
教师总结：人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的认识将更加细致入微，流动镶嵌模型将不断完善和发展。
（展示2003年诺贝尔化学奖的有关材料：2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家P. Agre和R. MacKinon。）
物质的跨膜运输是怎样的？与膜的结构有怎样的关系？我们将在下一节课探讨。
板书设计
生物膜的流动镶嵌模型
一、生物膜结构的探索
1．磷脂双分子层
镶在磷脂双分子层表面
2．蛋白质 嵌入磷脂双分子层中
横跨整个磷脂双分子层
3．结构特点：具流动性
二、流动镶嵌模型
