高中生物人教版分子与细胞细胞的物质输入和输出《生物膜的流动镶嵌模型》-太平中学欧小琴定稿

第2节生物膜的流动镶嵌模型第四章细胞的物质输入和输出细胞的生物膜结构一、生物膜结构的探究历程

资料1：19世纪末，欧文顿曾用500多种化学物质对植物的通透性进行过上万次的实验，发现生物膜对不同的物质通透性不一样：细胞膜溶于脂质的物质不溶于脂质的物质提出假设：细胞膜含有

物质脂质补充：相似相容原理是指结构相似的物质，能彼此互溶；如：衣服上弄了油漆不用水洗，而用汽油洗。资料2：

科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，

发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶（一种能专一性水解蛋白质的酶）分解。提出假设：细胞膜还含有

物质。蛋白质资料3：20世纪初。科学家第一次将膜从哺乳动

物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。经验证：细胞膜含有

物质。脂质、蛋白质

磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷脂的“头部”是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。资料4：磷脂的结构亲水性疏水性空气水磷脂单分子层【活动一】1、认识磷脂分子（试图解释什么是亲水性？什么是疏水性？）的特点，画出简图表示磷脂分子，并制作磷脂分子模型

2、利用你们小组的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，并用模型来表达。3、如果用玻璃棒搅拌上面的磷脂分子，有些磷脂分子会迅速在水下形成球形的磷脂分子团（即球脂），请你用模型制作出球脂的切面图。【活动一】资料5：1925年荷兰科学家用丙酮从红细胞中提取脂质，在空气和水的界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。这个实验说明了什么问题？说明了细胞膜中磷脂是双层排布的思考2：磷脂分子的排布情况与其所处的环境密切相关，因此要探究磷脂分子在我们的细胞膜上的排布情况，就应该先搞清楚细胞膜两侧所处的环境？【活动二】：1、仔细观察下图，以人体内的红细胞为例，分析一下细胞膜两侧的所处是一种什么环境？2、请同学们结合细胞膜两侧所处的环境，推测细胞膜上的2层磷脂分子的排布情况，并利用手中的模型在桌子上摆出来。。【活动二】：想象空间

发挥空间想象力，想象一个近似球型的细胞，其细胞膜的磷脂双分子层的三维立体结构！细胞膜中磷脂双分子层构成

思考2：细胞膜中不仅含有磷脂分子，还含有蛋白质，那蛋白质又是如何分布的呢？静态的统一资料6：（1）1959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,，他结合其他科学家的工作大胆的提出生物膜的模型。（2）电子显微镜是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示暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。

罗伯特森提出：所有的生物膜都是由

三层结构构成，生物膜是

结构蛋白质—脂质—蛋白质蛋白质蛋白质磷脂单位膜模型三明治结构资料7：新技术带来新发现专一性

随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质部分或全部镶嵌、贯穿在脂质双分子层中。【活动三】：根据以上资料，提出蛋白质在脂质双分子层中的排布假说，制作三维立体模型。模型制作PK大赛静态的统一

罗伯特森提出：所有的生物膜都是由

三层结构构成，生物膜是

结构蛋白质—脂质—蛋白质蛋白质蛋白质磷脂变形虫吞食草履虫静态的统一

罗伯特森提出：所有的生物膜都是由

三层结构构成，生物膜是

结构蛋白质—脂质—蛋白质蛋白质蛋白质磷脂具有流动性思考3：膜为什么会流动呢？结合你所制作的模型，尝试解释一下细胞膜具有流动的原因？37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？资料9：

1970年科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠和人细胞融合。

膜上的蛋白质具有流动性。

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。1、阅读教材P68，对照科学家的流动镶嵌模型，以小组为单位利用手中的材料制作细胞膜立体模型，在小组推选一名同学借助你们小组的模型，在全班讲解“生物膜的流动镶嵌模型。”（讲解时应包含以下内容）（1）基本骨架是什么？蛋白质又如何分布有几种方式？

（2）细胞膜上的多糖又是如何分布的？这样的分布对于细胞而言有何意义？

（3）生物膜的结构特点是什么？终极模型制作小组PK大赛PK1、能用最短的时间，做出正确的模型；PK2、能借用模型将细胞膜的流动镶嵌模型

讲解清楚（1）基本骨架是什么？蛋白质又如何分布有几种方式？（2）细胞膜上的多糖又是如何分布的？这样的分布对

于细胞而言有何意义？（3）生物膜的结构特点是什么？第2节生物膜的流动镶嵌模型2、能体现生物膜结构特点的实例包括

（

）①O2、CO2等分子进入细胞

②吞噬细胞吞噬抗原③唾液腺细胞分泌唾液

④变形虫的自主运动⑤小鼠与人细胞融合

A．①②③④⑤

B．②③④⑤

C．

①②④⑤

D．①②③课堂练习B1.下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是（）A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构

C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动

D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分