人教版高中生物必修一42生物膜流动镶嵌模型2

1、知识回顾知识回顾 细胞包括哪些结构？细胞包括哪些结构？ 细胞膜的组成成分是什么？细胞膜的组成成分是什么？ 组成细胞膜的组成是如组成细胞膜的组成是如 何排列的呢，细胞膜的何排列的呢，细胞膜的 结够特点如何？结够特点如何？ 新课导入新课导入 开篇： 从生理功能入手的科学研究 从生理功能入手的科学研究从生理功能入手的科学研究 19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未 受精卵细胞的透性实验 不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质溶于脂质的物质 细胞膜 从实验现象能推测出什么结论呢？从实验现象能推测出什么结论呢？ 思考与讨论思考与讨论: : 最初认识到生物膜 是由脂质组成的，是 通

2、过对实验现象的推 理分析还是通过膜成 分的提取和鉴定？ 在推理分析得出结 论后，还有必要对膜 的成分进行提取、分 离和鉴定吗？ 膜是由脂质组成 最初依据实验现象 和有关知识，经过 严谨的推理和大胆 的想像，提出设想， 是一种常见的科学 方法。假说还需要 通过实验观察来证 实。 提出假说 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来，化学分析膜表明： 实验证据实验证据 从生理功能入手的科学探究从生理功能入手的科学探究 膜的主要成分是脂质脂质和蛋白质蛋白质 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？ 问题：问题： 继承篇： 单位膜模型的提出 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 小资料 磷脂

3、是组成细胞的磷脂是组成细胞的 主要脂质，是一种主要脂质，是一种 由甘油、脂肪酸、由甘油、脂肪酸、 和磷酸等所组成的和磷酸等所组成的 分子。分子。 它有一个它有一个亲水亲水磷酸磷酸 “头头”部，和一个部，和一个 疏水疏水的脂肪酸的的脂肪酸的 “尾尾”部。部。 想一想： 磷脂分子在空气磷脂分子在空气- -水界面水界面 上会怎么样铺展？上会怎么样铺展？ 亲水亲水 “头部头部” 水水 空气空气 亲水的“头部头部”与水接触与水接触， 疏水的“尾巴尾巴”远离水远离水， 朝向空气的一面，在水空 气界面上铺展成单分子层展成单分子层。 疏水疏水 “尾部尾部” 水水 水水 D 水水 水水 E 水水 C 水水 水水

4、 水水 A 水水 B 水水 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大 胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子 在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 推 测 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 实验证据 19251925年年 Gorter Gorter 和和 Grendel Grendel 用用丙丙 酮酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细（一种有机溶剂）从一定数量的红细 胞中抽提脂类，在空气胞中抽提脂类，在空气- -水界面上铺展水界面上铺展 成单分子层，测得单分子层的面积恰为成单分子层，测得单分子层的面积恰为 红细胞表面积的红细胞表面积的2 2倍倍 由此你能得出什么

5、结论？由此你能得出什么结论？ 脂质分子必然排列为连续的脂质分子必然排列为连续的 两层两层 GORTER 脂单分子层=2 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 推测？推测？ 4040年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边 假 说 问题：问题： 透射电子显微镜透射电子显微镜 （REMREM） 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 19591959年，罗伯特森（年，罗伯特森（J. D. J. D. Robertson Robertson ）用超薄切片技术获得了）用超薄切片技术获得了 清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗清晰的细胞膜电镜

6、下的照片，显示暗- - 明明- -暗三层结构。暗三层结构。 实验证据实验证据 蛋白质的电子密度高，在 电镜下显暗色；磷脂分子 的电子密度低，显亮色。 蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 脂质脂质 单位膜模型单位膜模型 变形虫的变形运动 单位膜模型无法解释的现象单位膜模型无法解释的现象 开拓篇： 新技术带来新模型 膜能运动吗？如果运动，膜上的蛋白质又该位于 什么位置？ 跨膜蛋白 外周蛋 白 嵌入蛋 白 新技术带来新模型新技术带来新模型 蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的 科学家关于蛋白质在 细胞膜上存在的三种 方式的概括： l在膜表面 l嵌在膜中 l穿透膜 用荧光染料标记用荧光染料

7、标记 某种物质，利用某种物质，利用 其荧光特性，来其荧光特性，来 反应研究对象的反应研究对象的 相关信息。相关信息。 荧光标记荧光标记技术 3737下下40min40min后出现后出现 了什么现象？说明了什么现象？说明 什么？什么？ 膜上的蛋白质具膜上的蛋白质具 有有流动性流动性 新技术带来新模型新技术带来新模型 新技术带来新模型新技术带来新模型 侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动 小资料 磷脂分子的运动 细胞膜具有 流动性 新技术带来新模型新技术带来新模型 在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer) 和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动 镶嵌模型，

8、为多数人所接受。 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 流动镶嵌模型基本内容的总结流动镶嵌模型基本内容的总结: 3 3、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态： 有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子 与糖类结合形成糖被。与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。体现了生物膜的不对称性。 （糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系） 生物膜的流动镶嵌模型是否已完 美无缺呢？ ？ ？ ？ 20032003年度诺贝年度诺贝 尔化学奖授予两名研尔化学奖授予两名研 究细胞膜的美国科学究细胞膜的美国科学 家家阿格雷阿格

9、雷和和麦金农麦金农。 以表彰他们在细胞膜以表彰他们在细胞膜 物质运输的通道方面物质运输的通道方面 所做的贡献。所做的贡献。 不断完善和发展的流动镶嵌模型不断完善和发展的流动镶嵌模型 新技术带来新模型新技术带来新模型 技术的不断改进和创新，一定让你对膜技术的不断改进和创新，一定让你对膜 有了新的认识有了新的认识 做一做 小结：概念图小结：概念图 基本支架 具有流动性 有的横跨整个磷 脂双分子层 生物膜 大多数可以运动 生物膜具有结构特性: 磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子 部分镶在磷脂部分镶在磷脂 双分子层表面双分子层表面 部分或全部嵌入部分或全部嵌入 磷脂双分子层中磷脂双分子层中

10、流动性流动性 成分 ：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。 。 20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由 和 .组成。 脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出 . 1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由 . 三层结 构。 如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？ 1 9 7 0 年，荧光 标 记 小 鼠 细 胞 和 人 细 胞 融 合 实 验 ， 指 出 细 胞 膜 具 有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顾：对生物膜结构的探索历程回顾：对生物膜结构的探索历程 溶于脂质的 膜是由脂质组成 脂质蛋

11、白质 脂质分子排列为连续的两层 蛋白质-脂质-蛋白质 流动性 流动镶嵌模型 A C D B 知识闯关：第一关知识闯关：第一关 人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细 血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程 的完成依靠细胞膜的的完成依靠细胞膜的 （ ） 选择透过性选择透过性 保护作用保护作用 流动性流动性 扩散扩散 C C A C D B 知识闯关：第二关知识闯关：第二关 使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（ ） 磷脂是疏水性磷脂是疏水性 磷脂是亲水性的磷脂是亲水性的 磷脂能迅速吸水磷脂能

12、迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是亲水性的磷脂既是疏水性的又是亲水性的 C C A C D B 知识闯关：第三关知识闯关：第三关 细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相 关的成分是（关的成分是（ ） 磷脂 糖蛋白 蛋白质 磷脂、蛋白质 C C 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回 答下列问题： （1）应选取人的哪种细胞做实验（ ） A神经细胞 B口腔上皮细胞 C成熟的红细胞 D白细胞 （2）将选取的上述材料放入 ，由于渗透作用，一段时间后细胞将破 裂，然后再用 法获得纯净的细胞膜。 （3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中

13、，经过充分搅拌后，下列 能正确反应其分布的图是（ ） （4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明 。 C C A A 蒸馏水蒸馏水 离心离心 磷脂分子在细胞膜中成双层排列磷脂分子在细胞膜中成双层排列 知识闯关：最后一关知识闯关：最后一关 从生理功能入手的科学研究从生理功能入手的科学研究 19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未 受精卵细胞的透性实验 不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质溶于脂质的物质 细胞膜 从实验现象能推测出什么结论呢？从实验现象能推测出什么结论呢？ 思考与讨论思考与讨论: : 最初认识到生物膜 是由脂质组成的，是 通过对实验现象的推 理分析还是

14、通过膜成 分的提取和鉴定？ 在推理分析得出结 论后，还有必要对膜 的成分进行提取、分 离和鉴定吗？ 膜是由脂质组成 最初依据实验现象 和有关知识，经过 严谨的推理和大胆 的想像，提出设想， 是一种常见的科学 方法。假说还需要 通过实验观察来证 实。 提出假说 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 实验证据 19251925年年 Gorter Gorter 和和 Grendel Grendel 用用丙丙 酮酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细（一种有机溶剂）从一定数量的红细 胞中抽提脂类，在空气胞中抽提脂类，在空气- -水界面上铺展水界面上铺展 成单分子层，测得单分子层的面积恰为成单分子层，测得单分子

15、层的面积恰为 红细胞表面积的红细胞表面积的2 2倍倍 由此你能得出什么结论？由此你能得出什么结论？ 脂质分子必然排列为连续的脂质分子必然排列为连续的 两层两层 GORTER 脂单分子层=2 单位膜模型的提出单位膜模型的提出 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 推测？推测？ 4040年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边 假 说 问题：问题： 新技术带来新模型新技术带来新模型 在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer) 和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动 镶嵌模型，为多数人所接受。 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 A C D B 知识闯关：第二关知识闯关：第二关 使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（ ） 磷脂是疏水性磷脂是疏水性 磷脂是亲水性的磷脂是亲水性的 磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是亲水性的磷脂既是疏水性的又是亲水性的 C C 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回 答