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今天读书内容“细胞膜的结构和功能”。 1、教学设计 穿插在后面进行介绍。 2、细胞膜的功能 教材这里的处理又是先讲功能，然后再讲结构。我很喜欢这个处理。 这里可能有人要问了，在蛋白质部分也是先功能后结构，但是核酸却是先结构后功能，这里又是先功能后结构。那么，对于这样的内容，先讲结构好？还是先讲功能好？这里我谈一点个人的理解。 先讲结构也好，先讲功能也罢，只要逻辑关系上处理好就行了，最终都要归结到结构和功能相适应上来。但是从学生的接受来说，在可能的情况下，还是先讲功能为宜，因为功能多可以归为一些具体的实例，这些学生理解起来更为直观，引导学生分析这些相对形象化的功能背后的原因，就可以很自然地引出结构问题。但凡事都有例外，比如“核酸的功能”就难以实例化，像这种情况，如果还是抱着一种信念——我要先讲功能，那就有点太固执了。此时相对于更抽象的核酸功能而言，核酸的结构反而会显得更加形象一点，因此先处理核酸的结构是一种更不错的选择，新教材也是这样做的。 3、对细胞膜结构的探索 这部分内容包括了一个思考讨论栏目和正文内容。我放在一起讨论了。 3.1细胞膜探索历程的逻辑 先根据欧文顿的实验现象，提出假说：细胞膜由脂质构成（注意这是个假说暂时还不是结论）。然后科学家分离得到纯净的哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，化学分析表明细胞膜确实由脂质构成，包括磷脂和胆固醇。欧文顿的假说得到了验证。 根据细胞膜的组成，可以提出这样的问题：磷脂在细胞膜中是如何排列的？这时可以补充有关磷脂的内容，让学生明确磷脂是两性分子。然后让学生明确细胞膜内外都是水环境，从而引导学生在理论上推测细胞膜中磷脂应该排成两层（这是个假说）。戈特和格伦德尔的实验证明了细胞膜中磷脂是双层排列的。 由于细胞需要的一些极性分子也可以快速通过细胞膜（脂质不允许极性分子快速通过），同时结合丹尼利等对细胞膜表面张力的分析，这些都表明细胞膜不仅仅是由脂质构成。然后根据油脂滴吸附蛋白质后也会表现出表面张力降低，这和细胞膜的情况一致，由此提出假说：细胞膜除含有脂质外，还含有蛋白质。细胞膜上的蛋白质还被用来解释极性物质的跨膜运输。 当确定了细胞膜上含有蛋白质（验证）后，下一个问题就随之而来：蛋白质和磷脂的位置关系是怎样的？科学家曾经提出三明治结构模型，1959年罗伯特森的电镜观察结果支持三明治模型（这里能看到，一个支持假说的观测结果并不能导致假说的成立），罗伯特森据此认为所有的细胞膜结构都可以用三明治模型来解释，并且将模型处理成静态的。 静态模型很快就面临挑战，它不能解释一系列有关细胞生长、分裂以及变形虫运动等问题。科学家通过冰冻蚀刻电镜技术也发现，蛋白质并不是铺在磷脂双分子层的两侧，有些蛋白质会嵌入甚至贯穿磷脂双分子层。同时，荧光标记的人鼠细胞融合实验表明：细胞膜是动态的。结合上述实验，科学家又提出了新的假说——流动镶嵌结构模型，该模型能够较好解释已观察到的实验现象。 3.2关于教材内容的一点疑问 有心的读者会发现，20世纪初科学家分离得到纯净的细胞膜之后，进行化学分析。现行教材得到的结果是：膜主要由脂质和蛋白质构成；新教材是：膜主要由磷脂和胆固醇构成。 这个区别意义重大，一般认为科学家是在20世纪30年代（丹尼利实验之后）才慢慢接受细胞膜含有蛋白质的，新教材的写法更符合科学发现的历史。但是这里我们必然会有这样的疑问：既然科学家分离得到了纯净的细胞膜，而且细胞膜中蛋白质含量巨大，为什么早期科学家却没有注意到呢？说实话，这个问题我不会回答，手头的资料也不能解决这个问题，这个时候我多么希望手头能有一本关于膜的专著可供参考呀。 我猜测一下，可能当时获得纯净细胞膜的处理方法会导致膜上的蛋白质脱落，这样最终保留的蛋白质就会特别少，化学分析时可能作为杂质忽略掉了。这一点，我们从1925年两位荷兰科学家的实验中，可以看到，他们从来没有考虑蛋白质的问题，他们的计算也是建立在蛋白质占膜表面积的基础上，可以认为他们根本没有考虑过蛋白质。我读了这部分的原文，也没有看到蛋白质对实验误差的影响分析。 3.3提出假说 这是一个保留自现行教材的内容，我个人比较喜欢。 每次讲这个内容，我都跟学生强调假说的合理性。假说不能是凭空臆想的，科学家的假说都是建立在已知事实和观察到的现象的基础之上，说白了，所有假说的提出都要有以一定的已知信息作为依据。 在教学中，可以在前面的细胞膜探索历程中，就注意引导学生要根据已知信息提出合理的假说。并且罗伯特森的假说中，我们能看到支持其假说的电镜观察结果，但是这并不足以证明假说的成立，在新的证伪该假说的证据面前，该假说也只能被舍弃。 4、流动镶嵌结构模型的主要内容 4.1物质运输等的实现有赖于膜的流动性 这句话是新教材新加的，加的好，得点赞。 在原来现行教材配套教辅的一些习题中，总是会出现主动运输体现膜的什么特性的问题，然后教辅的答案是选择透过性。教材这里终于给那群人明确的一个回复，主动运输过程中，执行运输功能的蛋白质也要在“动”（构象改变）中才能实现对被转运物质的运输，主动运输过程的实现也需要依赖膜的流动性才能完成。被动运输的实现同样依赖于膜的流动性。 4.2糖被的表述更准确 现行教材对糖被的表述容易让人产生误解，导致教辅中“糖被就是糖蛋白”的观点横行。新教材明确了糖被就是细胞膜外表面的糖，它可能与膜上的蛋白质结合，也可能与膜上的脂质结合。 这里额外说两点：第一，糖被中的糖通常是寡糖，并不是多糖。这一点前面已经说过一次，有兴趣的可以查一下资料，很容易找到。第二，糖蛋白并不是仅仅存在于细胞膜上，也存在细胞器膜上，不过此时糖蛋白的朝向是细胞器内部。关于这个问题，下一次读书详谈。 |
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