高中生物必修：《生物膜的流动镶嵌模型》ppt教学课件

1、1.4.21.4.2生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型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

2、膜是由脂质组成的，是通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是组成细胞的磷脂是组成细胞的主要脂

3、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

4、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 GorterGorter 和和 GrendelGrendel 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

5、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

6、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

7、？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，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

8、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

9、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

10、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ACDB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

11、动性扩散扩散C CACDB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 CACDB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