生物膜结构模型的建构历程比较长,这方面的资料也比较多。教材仅选取了部分主要内容,基本按照时间进程排列,未加小标题。要想让学生自己理清脉络并体验结构模型的构建方法还是有一定难度的。可以对探索历程的内容添加小标题以凸显脉络,像层层剥去笋衣一样,将小标题作为思考讨论的切入点一一展开,帮助学生梳理并体验结构模型的建构方法,同时理解并能够描述流动镶嵌模型的基本内容。

“层层剥去笋衣”的过程无不显现了“结构与功能相适应”的生物学观点以及实验技术的进步对科学模型建立和发展所起的作用。以下思路供参考。

小标题一:从生理功能入手的科学探究

早期对于生物膜结构的探究为什么首先是从生理功能入手的呢?这是限于当时的技术条件,人类还不能亲眼看到生物膜,无法想像它的结构是什么样的。但尝试探究哪些物质能够透过生物膜则是可行的办法。正是有了实验观察,科学家才有了严谨的推理和大胆的想像。膜是由脂质组成的这一假说在19世纪被提出。

假说还需要进一步的实验和观察来验证和完善。20世纪红细胞膜的提取和分离不仅证实了细胞膜含有脂质,同时表明还含有蛋白质。细胞膜为双层脂质分子的结构也在此时提出。

小标题二:单位膜模型的提出

针对蛋白质分子的位置问题,有人提出了单位膜模型,即教科书中所说的蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。这一模型的直接证据来自电子显微镜的观察。但这一模型将生物膜描述为三明治式的静态统一结构,解释不了膜的许多生理功能。

小标题三:新技术带来新模型

技术的不断改进和创新让科学家发现,膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面,有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。

荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,以及相关的其他实验证据又表明,细胞膜具有流动性。

在这些新的实验证据及观察的基础上,又有学者提出了一些关于生物膜的新的分子结构模型。其中流动镶嵌模型因能够比较好地解释生物膜的生理功能,逐渐为大多数人所接受。

最后说明流动镶嵌模型的基本内容。

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