1、4.2 生物膜的流動鑲嵌模型導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 通過對生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的資料分析，學(xué)習(xí)生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，提升學(xué)生分析、概括、推理能力，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。2. 通過逐步構(gòu)建完整的生物膜的流動鑲嵌模型，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展的曲折過程，提升學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力。3. 通過實(shí)驗(yàn)和材料分析，探索生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并能運(yùn)用知識解釋變形蟲運(yùn)動、細(xì)胞分泌、細(xì)胞吸水膜厚度改變等生命現(xiàn)象，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。二、學(xué)習(xí)活動探究一：生物膜的組成成分資料1：19世紀(jì)末，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)

2、入細(xì)胞。分析資料1，根據(jù)相似相溶原理（結(jié)構(gòu)上相似的物質(zhì)彼此可以互溶），推測膜的成分。推測： 探究二：生物膜中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的分布狀態(tài)生物膜中磷脂的分布狀態(tài)模型構(gòu)建1：根據(jù)磷脂的物理性質(zhì)構(gòu)建下列模型。很多磷脂分子在空氣-水界面上鋪展成的單分子層是什么樣的情形？ 資料2：1925年，荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮提取了人的紅細(xì)胞中的脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。他們由此推論細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。模型構(gòu)建2：分析資料2，結(jié)合細(xì)胞膜所處的內(nèi)外環(huán)境特點(diǎn)，分析細(xì)胞膜中磷脂分子的排布特點(diǎn)。生物膜中蛋白質(zhì)的分布狀態(tài)資料3：1959年，羅伯特森在電

3、鏡下觀察到細(xì)胞膜的暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。根據(jù)成像原理：在電鏡下電子密度高的如蛋白質(zhì)，顯暗色；電子密度低的如磷脂，顯亮色。閱讀資料3，根據(jù)顯微成像結(jié)果推測蛋白質(zhì)的分布狀態(tài)。資料4：單獨(dú)測量膜蛋白質(zhì)厚度約為510nm，磷脂層厚度約3.5nm，人們發(fā)現(xiàn)一般細(xì)胞膜的厚度僅為510nm。資料5：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)，有的疏水，有的親水。因此有些蛋白質(zhì)親水；有些蛋白質(zhì)疏水；有的蛋白質(zhì)部分親水，部分疏水。模型構(gòu)建3：分析資料4、5，大膽猜測生物膜中蛋白質(zhì)的分布狀態(tài)，并嘗試對模型2進(jìn)行完善。探究三：生物膜中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài)資料6：科學(xué)研究表明，生物膜中的磷脂分子有多種運(yùn)動方式（如下圖所示）。資料7

4、：1970年，弗雷和埃迪登用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞表面的膜蛋白，進(jìn)行了小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（見教材第67頁圖45）。資料8：在細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)上，有些膜蛋白連接到細(xì)胞骨架被固定，在細(xì)胞膜外側(cè)，有些膜蛋白連接到胞外基質(zhì)的纖絲上被固定。分析資料7、8，推理蛋白質(zhì)的特點(diǎn)，得出結(jié)論。得出結(jié)論： 由此說明，細(xì)胞膜具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 探究四：生物膜中糖蛋白的分布及其功能觀察生物膜的流動鑲嵌模型圖，并閱讀教材第68頁的楷體字，回答下列問題：生物膜上除含有磷脂、蛋白質(zhì)外，還有其他物質(zhì)嗎？ 根據(jù)該圖你如何判別細(xì)胞膜的內(nèi)、外側(cè)？ 糖蛋白的功能是什么？ 三、課堂小結(jié)根據(jù)本節(jié)內(nèi)容，完成概念圖。四、反饋練習(xí)1. 下列最容易通過細(xì)胞膜的物質(zhì)是（ ）A. 淀粉 B. 膽固醇 C. 胰島素 D. 血紅蛋白2. 下列實(shí)例中能反映細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的是（ ）高爾基體形成的囊泡與細(xì)胞膜融合變形蟲能伸出偽足 小腸絨毛上皮細(xì)胞對K+的吸收 核糖體中合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核 吞噬細(xì)胞吞噬病菌A B