高中生物分子与细胞第4章细胞的物质输入和输出生物膜的流动镶嵌模型-

细胞膜的功能：

1.将细胞与外界环境分隔开

2.控制物质进出细胞

3.进行细胞间的信息交流如果把细胞看做一个国家，那什么结构充当了边防和海关？想一想细胞膜细胞膜的这些功能需要依赖何种结构才能实现？想一想：4.2生物膜的流动镶嵌模型乘上时光机，我们来到19世纪，跟随科学家们一起探索生物膜的结构。人物：欧文顿（E.Overton）时间：1895年实验：用500多种物质对细胞膜进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。资料卡片1：E.Overton及其实验相关图片●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜E.Overton的推测：细胞膜中含脂质。问题一：组成细胞膜的成分？相似相溶原理资料卡片2时间：20世纪初实验：科学家采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理得到纯净的细胞膜，化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质问题一：组成细胞膜的成分？根据我们所学过的知识，细胞膜中的脂质主要是什么物质？想一想：磷脂P66思考与讨论磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。亲水头部疏水尾部想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？活动一：模拟磷脂分子在空气----水界面的排列请小组内合作用手上的材料在纸板上做出该模型并解释原因。空气水疏水尾部亲水头部问题二：磷脂分子在细胞膜中如何排列？想一想：磷脂分子在细胞膜中也是这样排列的吗？

时间：1925年人物：荷兰科学家戈特（E.Gorter）和格伦德尔F.Grendel

实验：资料卡片3：E.Gorter和F.Grendel的研究细胞膜中的磷脂是双层分布的结论：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，发现面积是细胞膜的2倍。问题二：磷脂分子在细胞膜中如何排列？磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排列的呢？思考活动二：模拟磷脂分子细胞膜的排布方式水水请小组内合作用手上的材料在纸板上做出该模型，并解释为什么这样排布的原因。想一想：这样的细胞膜结构能不能实现它的功能？不能，还要依赖蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者人物：罗伯特森时间：1959年实验：在电子显微镜下用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。资料卡片5：问题三：蛋白质在细胞膜中如何排列？假说：细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”

三层结构组成静态的统一结构（三明治模型）1.蛋白质在膜中分布是对称且均匀的2.静态结构要点：三明治模型“三明治模型”所描述的生物膜结构被科学界广泛接受了吗？如果没有，为什么会提出质疑？请结合已有知识加以解释。小组讨论该结构难以实现细胞膜的复杂功能，连细胞基本的生长、变形虫的变形运动都难以解释。实验：将细胞膜标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温后，在真空下暴露出新裂面。资料卡片6：冰冻蚀刻技术实验结果：蛋白质在细胞膜是不均匀分布的，镶、嵌、贯穿于磷脂双分子层中。新技术带来的新模型活动三：改进细胞膜的磷脂双分子层模型蛋白质磷脂双分子层贯穿嵌入镶在表面新技术带来的新模型时间：1970年人物：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合。资料卡片7：用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记技术37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？结论：蛋白质分子是可以运动的,说明细胞膜具有一定的流动性新技术带来的新模型时间：1972年人物：桑格和尼克森（S.J.Singer&G.Nicolson）资料卡片8：假说：流动镶嵌模型新技术带来的新模型生物膜的流动镶嵌模型糖蛋白磷脂双分子层蛋白质④糖脂流动镶嵌模型基本内容的总结:1、生物膜的组成成分：2、生物膜的基本支架：3、蛋白质分子位置：4、生物膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层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，有的贯穿整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）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，叫做糖被。（有识别、保护和润滑等作用）5、糖被（位置、化学本质、作用）：1、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?思考2、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。生物膜的流动镶嵌模型不是完美无缺。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，对膜结构的进一步认识将能更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.1.科学研究的艰辛历程;2.告诉我们建立模型的一般方法;3.实验技术的进步推动科学发展;4.结构与功能相适应；5.科学理论是在不断修正中完善的。基本支架具有流动性有的贯穿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:

磷脂双分子层蛋白质分子镶在磷脂双分子层表面部分或全部嵌入磷脂双分子层中一定的流动性成分概念图小结决定生物膜具有功能特性:

选择透过性课堂达标1.下列有关生物膜的结构特点的叙述，最恰当的一项是（）A构成生物膜的磷脂分子都是可以运动的B构成生物膜的蛋白质分子可以运动C构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子都是静止的D构成生物膜的磷脂