人教版生物必修一42生物膜的流动镶嵌模型课件

1、是谁，隔开了原始海洋；是谁，为我日夜守边防；是谁，为我传信报安康。（打一细胞结构） 第2节 生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程1895年，欧文顿提出假说：膜是由脂质组成的。不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜相似相溶原理资料1：细胞膜的通透性实验发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。20世纪初资料2：细胞膜提取分离和成分分析 膜的化学分析表明：磷脂分子结构 1917年，美国科学家朗姆瓦指出：磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。 CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2

2、CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2N+（CH ）33OOO=PO甘油脂肪酸尾部头部(亲水)(疏水)磷酸磷脂分子的排布水合作探究1、根据磷脂分子的结构特点和所处环境，以小组为单位讨论画出单层磷脂分子在空气水界面的排列方式和在水中的排布合作探究2：细胞膜的内外都有水环境存在，同学们思考一下在这样的环境中，磷脂分子该如何排布，请在纸上画出细胞膜磷脂分子的排布提出假说：磷脂分子在细胞膜中排列为双层 A B C1925年，荷兰科学家Gorter和Grendel现象：资料3：两位荷兰科学家实验过程 从红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子

3、层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！注 意两层磷脂分子一层膜两层膜四层磷脂分子2.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？有必要，仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。P66思考与讨论：蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？资料4：“三明治”结构模型1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen

4、）现象：在电镜下看到细胞膜由“暗-亮-暗”的三层结构构成。提出假说：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成。两层暗一层亮“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治结构模式图要点：膜为静止的结构蛋白质均匀分布在磷脂双分子层两侧想一想:如果成立下列现象能解释吗？1.植物细胞的质壁分离2.变形虫的变形运动3.白细胞的吞噬作用返回白细胞吞噬病毒的过程资料5、冰冻蚀刻电子显微法 将细胞膜置于-100C的干冰或-196C的液氮中，进行冰冻。用冷刀骤然将标本断开，升温后，冰在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻，在电镜观察。生物膜中的蛋白质镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层。蛋白质在膜中的分布是不对称的 实验

5、： 结论：资料6：免疫荧光技术细胞融合实验1970年，Frye（弗雷）和Edidin（埃迪登）等人鼠细胞融合：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布。细胞膜具有流动性时间（人物）实验依据结论或假说19世纪末（欧文顿）凡是溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更易通过细胞膜进入细胞膜是由脂质组成的20世纪初将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并进行化学分析膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年（两位荷兰科学家）从红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质

6、分子必然排列为连续的两层！1959年（罗伯特森）电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构所有生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成1970年小鼠细胞和人细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年（桑格和尼克桑）新的观察和实验证据提出了流动镶嵌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。1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）二、流动镶嵌模型的基本内容：2、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整

7、个磷脂双分子层。镶嵌入横跨体现了膜结构内外的不对称性3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，又叫做糖被。糖蛋白生物膜的结构特点：具有一定的流动性P69课本练习：一、基础题：1.提示：细胞膜太薄了，光学显微镜下看不见，而十九世纪还没有电子显微镜，学者们只好从细胞膜的生理功能入手进行探究。3、相同点：这两者都认为，组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。不同点：流动镶嵌模型提出蛋白质在膜中的分布是不均匀的，而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧。前者强调膜的分子是运动的，而后者认为生物膜是静态结构

8、。练习1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A 细胞膜具有一定流动性B 细胞膜是选择透过性C 细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子2.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（ ）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸3.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（ ）A 5 B 6 C 7 D 84.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）A 保护作用 B 一定的流动性

9、 C 主动运输 D 选择透过性1.分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？生物膜结构的研究历史反映了科学研究的艰辛历程，也告诉我们建立模型的一般方法。科学家根据观察到的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或者模型，用观察和实验对假说或者模型进行检验、修正和补充。一种模型最终能否被普遍接收，取决于它能否与以后的观察和试验结果相吻合，能否很好地解释相关现象，科学就是这样一步一步向前迈进的。下一页思考P69拓展题：2.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结

10、构的进一步认识将能更加完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。思考P69拓展题： 电子显微镜是用电子束来照射被检验样品。由于样品不同部位本身组成物质的不同,比如（27：25）本身碳、 氢、氧、 氮、 磷、这种形成化学键的电子排布不同，而电子与蛋白质和磷脂不同的原子发生碰撞，对电子有不同散射度，蛋白质电子密度高,显得灰暗，磷脂分子的电子密度低，光亮。小资料返回P69课本练习：一、基础题：1.提示：细胞膜太薄了，光学显微镜下看不见，而十九世纪还没有电子显微镜，学者们只好从细胞膜的生理功能入手进行探究。3、相同点：这两者都认为，组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。不同点：流动镶嵌模型

11、提出蛋白质在膜中的分布是不均匀的，而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧。前者强调膜的分子是运动的，而后者认为生物膜是静态结构。 你能不能用一个平面简图来表示生物膜的流动镶嵌模型？1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A 细胞膜具有一定流动性B 细胞膜是选择透过性C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂反馈 C 2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（ ） A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B细胞膜表面有糖蛋白

12、C细胞膜具有一定的流动性 D细胞膜具有选择透过性B3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性B4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（ ）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸A5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（ ）A 6 B 8 C 12 D 16B下一页静态的蛋白质脂质蛋白质三层结构模式图返回返回不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜返回对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 和 组成；1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 三层结构；1970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 提出了 。 脂质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质流动性尼克森流动镶嵌模型小结二、流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容：1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）2、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分