摘要：“生物膜的流動鑲嵌模型"是特別好的科學史教學素材，但在教學中須要深刻理解和剖析“暗-亮一暗”圖像的含意細胞膜流動性，深層次地剖析生物膜流動性的動因、蛋白質與磷脂雙分子層的關系以及磷脂單分子層與水界面的互相作用，能夠使知識教學更科學、思維更嚴密，更有利于中學生科學素質的薰陶和培養。
關鍵詞：生物膜流動鑲嵌暗-亮一暗分子排布
“生物膜的流動鑲嵌模型"是人教版《生物選修1分子與細胞》第4章第2節的教學內容，特別適宜中學生作為研究者進行探究。對中學生養成嚴謹的科學心態、培養科學思維、感悟科學的發展過程、理解科學發展與技術的關系等十分有幫助，是一個良好的科學史教學素材。但是，在實際教學過程中發覺部份知識的理解和教學處理值得商榷。
1生物膜流動性的動因
多數班主任運用例如變形蟲的變型運動等作為說明生物膜流動性的實例，利用人、鼠細胞融合實驗等作為流動的證據，得出構成生物膜的蛋白質和磷脂分子都是可以運動的，從而得出“生物膜具有一定的流動性”的推論。這么教學處理有理有據，有利于中學生順理成章地得出科學推論。但是，筆者覺得，僅此理解細胞膜流動性的誘因尚欠缺深度，并未觸碰流動性的根本緣由.分子運動理論的基本觀點表明：分子處于永不停歇的.無規則的熱運動之中。細胞膜中膜脂的側向擴散、旋轉運動、伸縮運動、翻轉擴散、左右擺動、旋轉異構運動和膜蛋白的隨機聯通、定向聯通、局部擴散正是分子運動的具體方式，人、鼠細胞融合實驗中螢光標記物混勾所需時間隨氣溫而變，雖然是分子運動受濕度影響所致。點明細胞膜流動性的本質屬性，除了能使中學生更好地理解上述實驗，增強對知識的接受度，也將中學生對科學的探兗引向了更深層次，對事物的認識更趨向本質化。
2蛋白質鑲嵌狀況的剖析
關于“生物膜的流動鑲嵌模型”要點，小學教材敘述為：“蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部份或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的縱貫整個磷脂雙分子層。部份班主任在教學中尤其指出了膜蛋白分子存在的第2種可能。事實果真如此嗎？按照蛋白質的分子組成特性，蛋白質的每個亞基均起碼有一個游離胺基和羰基，而游離的甲基和羥基都是極性的，加上成百上千的R基中必然存在的一些極性官能團，蛋白質分子的極性是必然的。按照相像相溶的物理原理，極性的蛋白質分子完全埋在非極性脂單層內部的狀態是不可能穩定的，在自然狀態下不可能長時間存在。“無論是整合蛋白還是周邊蛋白，起碼要有一端漏出膜表面，沒有蛋白質分子完全埋在脂單層內部"。在教學中，班主任可以引導中學生思索，運用已有知識做出自己的判定，以修正模型，但不能刻意加強片面信息而形成欺騙。
3“暗-亮-暗"圖象的剖析
在生物膜的發覺史教學中，必然會提到J.D.在電鏡下觀察到的“暗-亮-暗”三明治式圖象。班主任在剖析此圖象時大多做出這樣的提示：電鏡下密度高的區城發暗，密度低的區城泛白；蛋白質的密度顯著低于脂類。據此，引導（"欺騙"）出.D.的“蛋白質-脂類-蛋白質"單位膜模型。
學習生物膜的流動鑲嵌模型后，悉心且擅于思索的中學生會對此提出疑義：蛋白質既然可以鑲嵌在磷脂雙分子層中，且蛋白質的密度顯著低于脂類，這么，電鏡下的細胞膜就應當可以是明帶中鑲嵌暗區，而非“暗-亮-暗"式圖象。
J.D.在電鏡下觀察到的現象實際上是經過鋨酸染色處理的結果。鋨酸染色法是神經科學研究中常拿來固定脂類的一種方式。因為髓鞘的主要成份是脂類，所以常常用于髓神經纖維的染色。事實上，構成髓鞘的施旺氏細胞膜蛋白成份很少，幾乎就是磷脂雙分子層。“后來有實驗表明，人工糖類雙分子層雖然不附著蛋白質，在電鏡下也呈現為“暗-亮-暗”三層式結構，這說明雙層膜在電鏡下顯示出的2條明線是蛋白質和脂類親水端經鋨酸染色后所呈現出的圖象"，甚至明線就是磷脂的親水性腦部。相當部份的師生和.D.同樣犯了一個輕率的錯誤。
事實上，電鏡下顯示出的疏密取決于其密度大小，經鋨酸染色后呈現暗區主要是因重金屬鋨酸本身的青州度所致，而非蛋白質。鋨酸作為無機染色劑主要作用于磷脂的極性背部，面磷脂的極性背部集聚在膜的外側，因此在電鏡下呈現2條明線，使得生物膜顯示出了“暗-亮-暗"的披薩式圖象。蛋白質的密度雖低于磷脂，但在銀酸的新泰度對比下則完全可以忽視不計。
4磷脂單分子層在空氣-水界面上的排布
經過班主任的引導和中學生的積極思索，按照相像相溶原理，中學生順利擺放出了磷脂單分子層在空氣-水界面上排布的模型。但是，有班主任發覺中學生提出了如右圖的3種可能，究竟哪一種是正確的？又該怎么處置？
剖析：這3種可能擺法的差別在于磷脂分子極性頸部與水相溶的程度。隨著磷脂分子的種類不同，磷脂分子的極性腹部也存在著很大的差別：有的官能團復雜、龐大，有的官能團非常簡單，很小，因而磷脂分子背部的極性也是各不相同的，與水的親和力也就必然存在著差別。在空氣-水的界而上完全有可能部份與水結合度大些，部份小些，因而呈現出多種不同的狀況，但有一點是肯定的——至少有一部份是與水相接觸的。
模型是人們按照某種目的（須要），捉住事物原型的本質特點，對原型進行具象、簡化、純化或理想化所得，展現其本質屬性。中學生擺出的磷脂分子的模型，把簡單或復雜的磷脂分子極性背部統一用小圓圈表示，怎么能分辨出其內部的細微差別？因而，中學生的3種擺法都可以看作是合理的。倘若真有中學生提出這樣的疑惑，只需略作說明即可，以免造成教學重點的轉移。
科學史教學中須要關注知識的科學性，關注思維的嚴密性，更須要關注科學的心態。中學生的科學心態是在班主任的薰陶下逐步培養上去的，因而班主任更須要有嚴謹的科學心態。當教學中碰到問題或問題沒有得到科學的解釋之前，不求甚解或輕率地給以解釋是不合適的，其悲觀影響也是深遠的。教學過程本身就是班主任不斷學習成長的過程，不怕碰到困難細胞膜流動性，就怕碰到問題時不能用科學的心態去面對。
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