公开课详案

同学们，前些天原央视主持人李咏因癌症去世，享年50岁。大家都知道，目前癌症是威胁人类生存最长见的疾病之一。大家也都知道，癌症和一些疑难杂症的治疗，都有很多副作用。不过，最近老师看到一则新闻，关于医学新突破，给这类患者，带来了福音。那到底是一个怎样的突破，我们一起来看这则新闻。

刚视频中提到的靶向治疗，方法有很多种，其中一种，请同学们翻到教材49页，看到右下角相关信息，也就是根据生物膜特性，将药物包裹在磷脂制成的小球，运送到患病部位，通过小球膜和细胞膜的融合，将药物送入细胞，达到治疗疾病的目的。这里提到的可以包裹药物，实现靶向治疗的磷脂小球，也就是脂质体。至于该脂质体为什么可以将药物送入特定的细胞起作用，而不影响其他的细胞，通过本节课的学习，我们就可以弄明白其中的原理。那么磷脂到底和生物膜等存在着怎样的关系，请同学们翻到教材65页，这节课我们来学习生物膜的结构模型。

要想弄清某一物质的结构，首先要弄清其化学与成成分，那么细胞膜的组成成分是什么？

我们一起来看，19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞通透性进行了上万次实验。请同学们观察，你从这个实验看到了什么现象？可能有的同学还没看清，我们再看一次。你看到了什么现象？

好，这位同学。

很好，凡是可以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。

这里有个小资料：相似相溶原理。相似指溶质与溶剂结构上相似，相溶指溶质与溶剂彼此互溶。从刚才的实验现象，结合这个小资料，你能得出怎样的结论？

非常好，膜是由脂质组成的。

那么除了脂质，细胞膜还有什么？

请同学们阅读教材65页正文第三段，找到科学家通过化学分析表明，膜的主要成分是什么？

好，这位同学

很好，膜的主要成分是脂质和蛋白质。

那么脂质和蛋白质是怎样构成细胞膜的，这就涉及到细胞膜中脂质和蛋白质的排列方式。科学家首先对脂质的排列进行了研究。

请同学们接着在第三段话中找到，科学家得出的细胞膜中脂质分子排列情况的结论。

很好，细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。那么得出该结论的依据是什么？

非常好，请同学们标注好，依据是，测得单分子层面积恰为红细胞表面积的2倍。

后来科学家证明了细胞膜中的脂质也就是磷脂。

那么为什么细胞膜中的磷脂分子会排列为连续的两层？这就和磷脂分子的结构特点又关了。请翻到教材66页，看到思考与讨论3，磷脂是由什么什么和什么构成的分子，很好勾起来。哪里是亲水的，哪里是疏水的？非常好圈起来！

既然磷脂分子结构特点是这样，那么单层磷脂分子在空气水界面将会怎样排布呢？

接下来，我们一起做一个活动。

活动前，先明确要求：讨论时，积极发言，活动时共同参与，发言是，声音洪亮，倾听时，安静思考。

现在材料介绍：每个小组都有一个材料袋材料袋由组长保管。

首先，请拿出写了空气，水的卡纸，模拟空气水界面，双面胶模拟空气水界面的分界线。

接着，用泡沫球模拟磷脂分子头部

最后，用两种小棍，不能弯曲的竹棍和可以弯曲的金属棍模拟磷脂分子的尾部，至于为什么会有两种小棍，请结合磷脂分子结构图。

接下来，活动一

请小组拿出5个泡沫球和若干小棍，在写了空气，水的卡纸上，构建磷脂分子在空气水界面的排布模型！

3分钟，计时开始！

好，时间到。请组长先将材料放到一边。大家抬头看老师这里。大家刚刚表现都很不错哈不过过程中老师看到了几种情况。

请最后这种情况的小组举手我看一下，好的，我们请一个小组还跟大家说说，你们小组为什么将模型这样构建？

很好，根据磷脂分子结构特点，头部是亲水的，尾部是疏水的。因此，磷脂分子在空气水界面应该是头部溶于水中，尾部暴露在空气中。请没有构建正确的小组进行修改。

好，现在我们知道了单层磷脂分子的排布情况，那么细胞膜中连续的两层磷脂分子又应该怎样排布呢？我们知道细胞膜内和膜外都是有水存在的，请大家根据这个特点构建磷脂分子在细胞膜中的排布模型！

接下来，活动二：

见证奇迹的时刻，请揭开卡纸的上半部，现在这张卡纸模拟的也就不再是空气水界面，而是细胞膜的环境。请小组再拿出5个泡沫球和若干小棍，构建细胞膜中磷脂分子的排布模型

2分钟，计时开始。

时间到，同样请组长把材料放到一边。大家抬头，老师同样看到了几种情况。

我们也请一个小组来说说你们这样构建模型的原因？

很好，细胞膜两侧均为水环境，亲水的头部应该朝向两侧，疏水的尾部向中间排布。

同样1分钟，没有构建正确的小组进行修改。

学到这里，我们知道了细胞膜中磷脂分子的排布情况，那么细胞膜中的蛋白质分子有应该怎样排布呢？

科学家罗伯特森在电镜下观察细胞膜，现象是，看到细胞膜清晰的暗亮暗三层结构。

那么结合这个小资料，你能得出什么结论？小组可以讨论。

好这位同学。很好，这也是罗伯特森提出的推论：生物膜都是由蛋白质，脂质，蛋白质三层结构构成的。并且他把生物膜描述成静态的统一结构。

那么，这个推论是否正确？科学家发现，这个模型并不能解释生活中的一些现象，比如，我们一起来看变形虫的变形运动。

科学家发现罗伯特森的推论并不能解释类似的一些现象，因此对生物膜是静态的观点提出质疑。并且通过实验证明，细胞膜不是静态的。

人鼠细胞融合实验

实验材料：小鼠细胞，人细胞，发绿色荧光的染料，发红色荧光的染料。

试验方法：荧光标记技术，细胞融合技术

也就是用发绿色荧光的染料超级小鼠细胞膜表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞膜表面的蛋白质分子。将人鼠细胞融合，刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，一半发红色荧光。

接下来，实验结果：40分钟后，融合细胞两种荧光颜色均匀分布。

请小组讨论，从这个实验你能得出什么结论？

好，这位同学。

请坐，这个结论是否严密？那么你觉得要怎么说更严密呢？

这位同学。

非常好，同学们，请注意，这个实验是分别对人鼠细胞膜表面的什么物质进行标记？对了蛋白质。因此，人鼠细胞融合实验只能证明细胞膜表面的蛋白质是运动的。

后来，科学家根据相关实验证明，细胞膜具有流动性。

所以，请同学们把人鼠细胞融合实验的结论写在67页图4-5旁边。

后来科学家通过冰冻蚀刻技术，发现蛋白质分子也不都是平铺在脂质的两侧，有的蛋白质分子镶在磷脂分子的表面，有的嵌入磷脂分子层，有的贯穿整个磷脂分子。至于冰冻蚀刻技术，可以形象类比为，夏天同学们爱吃的冰淇淋。如果从冰柜取出，直接掰断，就可以清楚的看到里面巧克力，果仁的排布情况。

再后来，桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型被广泛接受。

那么流动镶嵌模型的基本内容是什么？请同学们阅读68页正文第一段话…

读完抬头

流动镶嵌模型基本内容中，膜的基本支架是什么？很好，并且磷脂双分子层是可以流动的。蛋白质分子的排布有三种：有的怎么在？磷脂双分子层的表面，有的部分或全部…，有的…整个磷脂双分子层。而且大多数蛋白质也是可以运动的。因此细胞膜具有一定的流动性。所以也请同学们翻回65页，看到标题，这节课我们学习的是生物膜的什么模型？很好，流动镶嵌模型！

当然，细胞膜中除了主要成分脂质和蛋白质，其实还有少量的糖类。给大家一分钟时间，阅读一下68页小字部分。

接下来，活动三

根据所学知识和提供的材料构建流动镶嵌模型

材料介绍：

刚刚我们构建的知识细胞膜的平面模型，所以先用剩下的泡沫球和小棍，模拟更多的磷脂分子，将模型从平面结构变成集体结构

再用黏土模拟蛋白质分子

最后还有一种材料，剪好的卡纸，模拟细胞膜中少量的糖类

5分钟时间，构建模型，计时开始

好，时间到。大家刚才表现都非常棒！把掌声送给自己！

当然过程中还是有不同的情况：

我们请小组跟大家介绍一下你们的模型以及你们这样构建的原因！

非常好，请坐！

所以，也请同学们看到小字部分！有的糖类与蛋白质结合构成糖蛋白，一层糖蛋白叫做糖被，有的糖类可以和脂质分子结合构成糖脂。注意：无论糖被还是糖脂，都在细胞膜的哪一面？非常好，外表面！并且糖被与细胞的识别有密切关系！

当然通过本堂课学习，老师上课前给大家讲介绍的脂质体的作用原理大家应该明白了。现在一起看一下这个短片。

好，这也就是用于靶向治疗的脂质体，可以将药物送入特定的细胞起做用，而不影响其他的细胞。不过，实际上要实现脂质体的靶向功能，往往还需要对脂质体进行修饰！

现在同学们，我们一起梳理一下，本节课学习了，生物膜的主要成分是脂质和蛋白质。脂质以磷脂双分子层构成膜的基本支架。蛋白质有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层，有的贯穿于整个磷脂双分子层。并且磷脂双分子层和大多数蛋白质都是可以运动的。因此细胞膜具有一定的流动性。

现在我们做几个练习巩固