資源簡介

4-2　生物膜的流動鑲嵌模型
三維目標
1. 知識與技能
① 簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容
② 舉例說明生物膜具有的流動性特點
③ 通過分析科學家建立生物膜模型的過程闡述科學發展的一般規律
2．過程與方法
① 分析科學家建立生物膜結構模型過程，嘗試提出問題，大膽作出假設
② 發揮空間想象能力，構建細胞膜的空間立體結構
3. 情感、態度與價值觀
① 使學生樹立生物結構與功能相適應的生物學辨證觀點
② 培養學生嚴謹的推理和大膽想象能力
③ 認識到技術的發展在科學研究中的作用，尊重科學且用發展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀
教學重點
① 對生物膜結構的探索歷程
② 生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內容
教學難點
探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點
引入: 生物膜系統包括哪些膜？細胞膜是由哪些成份構成的？科學家是怎么樣確定生物膜的？
活動一：體驗生物膜結構的探索歷程
要求： 分析資料，小組交流回答問題
[小標題一] 從細胞膜功能入手的科學探究
[資料1] 細胞膜的通透性實驗
時間：19世紀末 1895年
科學家：歐文頓（E.Overton）
實驗：物質對細胞膜的通透性
問題：①實驗的現象是什么？
②歐文頓提出了什么假說？
[資料2] 細胞膜提取分離和成分分析
時間：20世紀初
實驗：科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發現細胞膜不但會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。
問題：細胞膜是由哪些化學成分構成的？
[小標題二] 單位膜模型的提出
[資料3] 兩位荷蘭科學家實驗過程
時間：1925年
科學家：荷蘭科學家Gorter和Grendel
實驗：磷脂平鋪在空氣—水界面
問題：①實驗的現象是什么？
②實驗結論是什么？
③細胞膜中的脂質為什么會排列為連續的兩層呢？
[資料4] “三明治”結構模型
時間：1959年
科學家：羅伯特森（J.D.Robertsen）
實驗：羅伯特森電鏡下觀察到的細胞膜
問題：①實驗的現象是什么？
②羅伯特森提出了什么假說？
③討論“三明治”模型的局限性
[小標題三] 新技術帶來新模型
[資料5] 電鏡冰凍蝕刻細胞膜示意圖
時間：20世紀60年代
實驗: 科學家用掃描電鏡技術和冰凍蝕刻技術揭示了細胞膜結構中蛋白顆粒
問題：該圖說明了什么？
[資料6] 免疫熒光技術細胞融合實驗
時間：1970年
科學家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)
實驗：人鼠細胞融合
問題：①實驗的現象是什么？
②實驗結論是什么？
③例舉細胞膜具有流動性？
[智慧升華] 1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）通過觀察和實驗，并在繼承前人的研究成果基礎上，提出了什么樣的生物膜分子模型并被人們所接受。
[設疑] 生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？從生物膜結構的探索歷程中，你受到哪些啟發？
活動二：闡述流動鑲嵌模型的基本內容
要求：自主閱讀P68教材第一段，觀察三維立體動畫演示生物膜的流動鑲嵌模型，小組討論回答問題并嘗試自己繪出細胞膜的亞顯微結構示意圖。
[問題]
①生物膜的基本支架是什么？
②蛋白質分子有哪幾種存在形態？
③膜分子是靜止的，還是運動的？
繪制細胞膜的亞顯微結構示意圖
[要求]
1．準確繪制出細胞膜的基本支架、蛋白質的三種位置和糖被。
2．準確標注出各部分的結構名稱，且用平行線。
活動三：繪制生物膜的概念圖
【評價反饋】
一、選擇題
1．提出生物膜流動鑲嵌模型的時間和科學家分別是 ( )
A．1959年，羅伯特森 B．1972年，桑格和尼克森
C．19世紀，施旺和施萊登 D．19世紀，歐文頓
2．生物膜的流動鑲嵌模型認為生物膜是①以磷脂雙分子層為基本骨架 ②蛋白質一脂質一蛋白質的三層結構 ③靜止的 ④流動的 ( )
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
3．在細胞膜上，和細胞與細胞之間或者細胞與其他大分子之間互相聯系，有密切關系的化學物質是 ( )
A．糖蛋白 B．磷脂 C．脂肪 D．核酸
4．關于細胞膜流動性的敘述，正確的是 ( )
A．因為磷脂分子有頭和尾，磷脂分子利用尾部擺動在細胞膜上運動，使細胞膜具流動性
B. 因為蛋白質分子無尾，不能運動，所以它與細胞膜的流動性無關
C．細胞膜的流動性是指蛋白質載體的翻轉運動，與磷脂分子無關
D．細胞膜流動性與蛋白質分子和磷脂分子都有關
二、非選擇題
5．用不同熒光染料標記的抗體，分別與小鼠細胞和人細胞的細胞膜上的一種抗原結合，兩類細胞則分別產生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細胞融合成一個細胞時，其一半呈綠色，一半呈紅色。在370C下保溫40 min后，細胞上兩種熒光點呈均勻分布(如圖所示)，試問：
(1)人和鼠細胞膜表面的抗原屬于構成膜結構的起受體作用的 。為使人、鼠細胞膜融合在一起，必須除去細胞膜表面起 作用的糖蛋白。
(2)融合細胞表面的兩類熒光染料分布的動態變化，可以證實關于細胞膜結構“模型”的
觀點是成立的。
(3)融合細胞表面的兩類熒光染料最終均勻分布，原因是 ，這表明膜的結構具有 。
(4)細胞融合實驗若在20℃條件下進行，則兩種表面抗原平均分布的時間大大延長，這說明 。若在10C條件下，兩種表面抗原便難以平均地分布，這又說明 。

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