高中生物-第2节生物膜的流动镶嵌模型教学课件设计

第2节生物膜的流动镶嵌模型学习目标1、生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能上开展的，通过探究，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。2、在探讨建立生物膜模型的过程中，了解实验技术手段的进步在促进科学发展中的作用，从而增强为振兴中华而努力学习的使命感和责任感。3、通过科学史的学习，分析科学家们的探索历程，能够切身感受科学探索的道路是曲折的，能够尊重科学，用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观。一、对生物膜结构的探索历程

通过前面的学习，我们对生物膜有了初步的了解。今天，让我们沿着科学家的足迹，感受科学探索的历程吧！细胞内的每一种结构都是由化学物质构成的，那么细胞膜具有什么样的组成成分呢？问题一：细胞膜的组成成分是什么？细胞膜的通透性实验时间：19世纪末1895年人物：欧文顿（E.Overton）

实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现：

提出假说：资料一：

(根据相似相溶原理。)脂质更容易通过细胞膜。●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜膜是由脂质组成的资料二：

实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）

实验现象：做出假设：细胞膜被破坏。细胞膜的成分中含有蛋白质。综上所述，生物膜是由和组成的。脂质蛋白质想一想资料一和资料二科学家都是通过实验现象对膜结构进行的推理分析，为什么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技术对科学研究具有重要的推动作用！资料三：时间：20世纪初实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析

实验结论：确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。红细胞的细胞膜问题二：这些物质是如何组成膜的呢？生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，那么，时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel

实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，资料四：磷脂分子经检验证明：细胞膜中的脂质主要是指磷脂。磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸头部是亲水的，脂肪酸尾部是疏水的。尾部头部亲水疏水

于是，我们可以将磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层！思考：亲水性头部疏水性尾部

水

将磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层时，磷脂分子的头尾将如何排布？合作探究1空气时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel

实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现：资料四：？单层分子的面积是细胞膜的2倍。提出假说：细胞膜中的磷脂分子是双层排布的。思考：

细胞膜中的磷脂分子是怎样排列成两层的呢？请大家自己动手制作模型。合作探究2合作探究2资料补充：1.体内细胞生活在液体环境中。2.细胞内的细胞质基质主要成分也是水。即：细胞内外都是液体环境！细胞外：液体环境细胞内：液体环境亲水性头部疏水性尾部

合作探究2细胞外水环境合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：细胞内水环境细胞外水环境合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：问题三：蛋白质和磷脂的位置关系又是怎样的呢？生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其中磷脂分子是双层排布的。时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）

实验：用超薄切片技术获得清晰的细胞膜电镜照片，显示暗—亮—暗三层结构。资料五：小资料(关于电镜成像)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，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）

实验：用超薄切片技术获得清晰的细胞膜电镜照片，显示暗—亮—暗三层结构。提出假说：资料五：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型要点：①所有膜结构都相同；②静态的结构。所谓耳听为虚，眼见为实。“亲眼看到”的“三明治”结构模型就一定是正确的吗？思考：新技术带来新发现……时间：20世纪60年代实验：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒所处位置状态。方法：结论：资料六：将标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的：罗伯特森的“三明治”结构模型还有没有其他不足之处？议一议：问题四：生物膜会是静止的吗？时间：1970年人物：LarryFrye等

实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，37℃下放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。资料七：提出假说：细胞膜具有流动性。生物膜的流动性会体现在其形态的改变上，你还能列举出一些可以证明生物膜具有流动性的例子吗？分泌蛋白产生过程中会出现囊泡；植物细胞的质壁分离及复原；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩；变形虫在摄食时可以伸出伪足；

……说一说：变形虫正在吞噬草履虫变形虫体内已经被吞噬的草履虫正在被消化的食物泡静止模型的观点从而被推翻了。

静止模型的观点从而被推翻了。

1972年，桑格和尼克森在继承中创新提出流动镶嵌模型（现被大多数人所接受）

。1、生物膜的成分：

2、生物膜的结构：：3、生物膜的结构特点：

二、流动镶嵌模型的基本内容脂质、蛋白质、（少量）多糖。

磷脂双分子层：蛋白质：糖蛋白：流动性。

生物膜的结构模型示意图

基本骨架。

镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。具有保护、润滑、细胞识别的作用。阅读课本P68全部内容，并总结要点。课堂小结：1.生物膜的组成：生物膜主要是由______和________组成的。脂质蛋白质2.生物膜的流动镶嵌模型。

生物膜的流动模型认为，___________构成了膜的基本骨架；构成生物膜的磷脂具有_________；大多数蛋白质分子也是可以_______的。磷脂双分子层3.糖被的结构及功能。

糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_________和______结合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。蛋白质糖类保护和润滑细胞识别流动性运动生物膜的流动镶嵌模型是否就已经完美无缺了呢？思考：人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微。

2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家PeterAgre（阿格雷）和RoderickMacKinnon（麦金农）。

流动镶嵌模型是目前被大多数人广泛接受的生物膜模型，但它仍有一定的局限性。那么，目前还有哪些模型是与其并行存在呢？请大家利用课外时间上网或去图书馆查找相关资料，了解其他生物膜结构模型的基本内容。课外拓展：参考网页：http：///data/02/08/communion/0830103324491.htmhttp：///Web/ListConfs/ConfPicShow.asp?