高中生物人教版高中必修1分子与细胞第4章细胞的物质输入和输出-生物膜的流动镶嵌模型学案

1、生物膜的流动镶嵌模型 授课人： 李安静学习目标生命观念通过学习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，理解并认同“结构与功能相适应”的生命观念。2.科学思维（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）归纳概括生物膜的流动镶嵌模型。（3）理解并认同生物膜具有流动性特点。3.科学探究通过制作模型，构建细胞膜的平面结构模型，培养学生的科学探究能力。4.社会责任通过分析科学家建立生物膜模型的过程，正确认识技术在科学研究中所起的作用。学习重点1.构建生物膜流动镶嵌模型的一般方法和思路。2.科学家对生物膜结构的探索历程。3.生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。学

2、习难点1.构建生物膜流动镶嵌模型的一般方法和思路。 2.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。学习过程引入：写给细胞膜的生物情诗是谁，隔开了原始海洋的动荡；是谁，为我日夜守边疆；是谁，为我传信报安康。没有你，我一个小小细胞会是何等模样！Q.这是写给谁的情诗？你是怎么知道的？构建模型对生物膜成分的探索【资料1】19 世纪末，欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。提出问题：为什么有的物质容易通过细胞膜，有的不容易通过？生物膜组成应该怎样？推测： 【资料2】科学家

3、在实验中发现，细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，使得细胞膜被破坏。推测： 进一步思考：以上是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？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？实验证据：20 世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质（主要是磷脂）和蛋白质。得出结论： 【资料3】经检验证明，细胞膜中的脂质主要是指磷脂。磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，“头”部磷酸是亲水的，“尾”部脂肪酸是疏水的。【构建模型】步骤1：根据磷酸分子结构的特点，尝试用手势模拟磷酸分子。 对生物膜结构模型的探索（1）

4、对磷脂分子排布的探索提出问题：膜的成分主要是脂质和蛋白质，那么这些成分是怎么组成膜的？【构建模型】步骤2：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试用手势模拟出磷脂分子在空气水界面中的排布方式。【资料4】1925年，荷兰科学家戈特和格伦德，用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。得出结论： 提出问题：讨论细胞膜的两侧的环境，大胆的推测在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的？【资料5】单细胞生物草履虫生活在有水的环境中；人体血细胞生活在血液中，血液的主要成分是水；人体其他组织细胞生活在组织液中，其主要成分也是水，并且细

5、胞内有85%90%的化合物是水。【构建模型】步骤3：构建出细胞膜上磷脂双分子层排布方式的模型。 （2）对蛋白质分子排布的探索提出问题：膜的成分主要是磷脂和蛋白质，那蛋白质分子是如何排布的呢？【资料6】 20 世纪 50 年代，电子显微镜诞生了。电子显微镜的工作原理是电子束照到大分子物质上会呈现黑暗，反之呈现明亮。科学家用它来观察细胞膜。1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜呈现清晰的暗明暗的三层结构他结合其他科学家的工作，大胆提出生物膜的“三明治”静态结构模型。罗伯特森认为三明治模型的特点：膜为蛋白质脂质蛋白质三层，蛋白质呈对称分布。质疑： 蛋白质是对称地分布在脂质外部吗？实验证据：随着冰冻蚀

6、刻技术的发展，科学家观察到细胞膜的具体结构。冰冻蚀刻技术原理是将标本用干冰、液氮等冰冻后，用冷刀断开，升温后干冰迅速升华，从而暴露出断裂面结构，再经特殊处理，可用电镜观察到细胞膜结构（展示图片）。【构建模型】步骤4：尝试在磷脂双分子层上构建出蛋白质的可能排布。修正观点： 对生物膜流动性的探索罗伯特森认为三明治模型的特点：蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。质疑：生物膜是静止不动的吗？实验证据：1970 年，科学家将人和鼠的细胞膜上的蛋白质用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，37下40min后出现了什么现象？说明什么？得出结论： 修正观点： 研读模型 结合流动镶嵌模型，从基本支架、蛋白质分布和结构特点三方面解读： 构成了膜的基本支架。蛋白质分子有的 磷脂双分子层表面、有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的 于整个磷脂双分子层。磷脂双分子层和大多数蛋白质分子也是可以运动的。因此细胞膜具有 。三、完善模型Q.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺