1、高中生物人教版必修一高中生物人教版必修一 第四章第四章 高一年级高一年级 第二节第二节 生物膜流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型 平阴县第一中学平阴县第一中学 高文宝高文宝第第2页页细胞结构模型细胞结构模型第第3页页丁卫萍丁卫萍是谁是谁,隔开了原始海洋动荡隔开了原始海洋动荡,是谁是谁,为我日夜守边防为我日夜守边防,是谁是谁,为我传信报安康。为我传信报安康。没有你没有你,我我一个小小细胞一个小小细胞会是何等模样会是何等模样?第第4页页第第5页页第第6页页 19世纪末，欧文顿（世纪末，欧文顿（E.Overton）用植物细）用植物细胞研究细胞膜通透性。他选取用胞研究细胞膜通透性。他选取用500各种化学物
2、各种化学物质对植物细胞通透性进行上万次研究，质对植物细胞通透性进行上万次研究，发觉：发觉：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以经过难以经过。一、阅读资料一、阅读资料 分析结组成份分析结组成份资料资料1 1：脂质脂质提出假说提出假说膜是由膜是由 组成组成不溶于脂质物质不溶于脂质物质不溶于脂质物质不溶于脂质物质溶于脂质物质溶于脂质物质溶于脂质物质溶于脂质物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜第第7页页 20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，发觉动物红细胞中分离出来，发觉细胞膜不但会被细胞膜不但会被溶解脂质
3、物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地溶解脂质物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质物质）分解分解蛋白质物质）分解。得出结论得出结论:膜主要成份是膜主要成份是 和和 .脂质脂质蛋白质蛋白质资料资料2 2：一、阅读资料一、阅读资料 分析结组成份分析结组成份第第8页页磷脂分子磷脂分子 1925年，荷兰科学家年，荷兰科学家E.Gorter和和F.Grendel用丙酮分离出了哺乳动物红细胞膜中脂质用丙酮分离出了哺乳动物红细胞膜中脂质胆碱胆碱磷酸磷酸甘油甘油脂肪酸脂肪酸亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部在空气在空气水水 界面上铺展成单分子层界面上铺展成单分子层二、利用教具二、利用教具 建立结构模型建立结构模
4、型资料资料3 3：第第9页页测得单分子层面积恰为红细胞表面积测得单分子层面积恰为红细胞表面积2倍倍。得出结论：得出结论：膜中脂质分子必定排列为膜中脂质分子必定排列为连续两层连续两层 1925年，荷兰科学家年，荷兰科学家E.Gorter和和F.Grendel用丙酮分离出了哺乳动物红细胞膜中脂质用丙酮分离出了哺乳动物红细胞膜中脂质在空气在空气水水 界面上铺展成单分子层界面上铺展成单分子层二、利用教具二、利用教具 建立结构模型建立结构模型资料资料3 3：第第10页页水水（结构（结构小试牛刀）小试牛刀）模拟活动：模拟活动：磷脂分子水面铺展磷脂分子水面铺展请你排布请你排布第第11页页水水水水细胞膜上两层
5、磷脂终究怎样排布细胞膜上两层磷脂终究怎样排布？模拟活动：模拟活动：细胞膜上磷脂分子排布细胞膜上磷脂分子排布第第12页页探索历程探索历程（结构（结构：脂质分子排布：脂质分子排布）第第13页页资料资料4：19591959年罗伯特森试验年罗伯特森试验在电子显微镜下看到了细胞在电子显微镜下看到了细胞膜清楚暗膜清楚暗-亮亮-暗三层结构暗三层结构二、利用教具二、利用教具 建立结构模型建立结构模型第第14页页生物膜是生物膜是静态静态统一结构统一结构提出模型：提出模型：全部全部生物膜都是生物膜都是“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白蛋白质质”组成三层结构，组成三层结构，资料资料4：1959年罗伯特森试验年罗伯特森试验二
6、、利用教具二、利用教具 建立结构模型建立结构模型第第15页页“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三明治模型三明治模型第第16页页观察发觉：观察发觉：蛋白质不是全部蛋白质不是全部镶在镶在脂质表面脂质表面 资料资料5：20世纪世纪60年代年代冰冻蚀刻、电子扫描显微法冰冻蚀刻、电子扫描显微法有些蛋白质有些蛋白质嵌入嵌入或者或者贯通贯通双分子层双分子层二、利用教具二、利用教具 建立结构模型建立结构模型小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻电镜照片小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻电镜照片技术介绍技术介绍标本用干冰等冰标本用干冰等冰冻后用冷刀断开，冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂升温后暴露断裂面面冰冻蚀刻电镜技术观察蛋白质分布模型冰冻蚀
7、刻电镜技术观察蛋白质分布模型第第17页页第第18页页人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标识荧光标识 蛋白质蛋白质4040分钟后分钟后370C细胞细胞融合融合杂交细胞杂交细胞三、学习技术三、学习技术 体验结构特点体验结构特点资料资料6 6：人：人-鼠细胞融合试验鼠细胞融合试验19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登荧光染料标识（蛋白质）技术荧光染料标识（蛋白质）技术第第19页页资料资料6 6：人：人-鼠细胞融合试验鼠细胞融合试验19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登(Frye(Frye 和和 Edidin)Edidin)荧光染料标识技术荧光染料标识技术三、学习技术三、学习技术 体验结构特
8、点体验结构特点第第20页页 生物膜探索历程生物膜探索历程 1。19世纪末世纪末 欧文顿欧文顿 脂溶性物质更轻易经过细胞膜脂溶性物质更轻易经过细胞膜 结论：膜是由脂质组成结论：膜是由脂质组成 2。20世纪初世纪初 分离哺乳动物红细胞膜分离哺乳动物红细胞膜 结论：膜是由脂质和蛋白质组成结论：膜是由脂质和蛋白质组成 3。1925年年 两位荷兰科学家两位荷兰科学家 磷脂单分子层面积膜磷脂单分子层面积膜 面积面积2倍倍 结论：脂质分子必定排列为连续两层结论：脂质分子必定排列为连续两层 4。1959年年 罗伯特森罗伯特森 电子显微观察电子显微观察 结论：蛋白质结论：蛋白质脂质脂质蛋白质静态统一结构蛋白质静
9、态统一结构 5。1970 人鼠细胞融合试验人鼠细胞融合试验 结论：细胞膜含有流动性结论：细胞膜含有流动性 依据已知科学事实，尝试提出一个生物膜结构模型。依据已知科学事实，尝试提出一个生物膜结构模型。依据已知科学事实，尝试提出一个生物膜结构模型。依据已知科学事实，尝试提出一个生物膜结构模型。第第21页页第第22页页组成特点结构分布主要成份生物膜资料资料7：1972年桑格和尼克森年桑格和尼克森 创新提出创新提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型磷磷脂脂蛋蛋白白质质流动性流动性贯贯通通镶镶在在嵌嵌入入基本基本支架支架四、归纳创新四、归纳创新 掌握流动镶嵌模型掌握流动镶嵌模型第第23页页四、归纳创新四、归纳创新
10、 掌握流动镶嵌模型掌握流动镶嵌模型思索：思索：流动镶嵌模型是不是已经完美无缺？流动镶嵌模型是不是已经完美无缺？第第24页页糖被糖被：在细胞膜在细胞膜 ，由细胞膜上，由细胞膜上 与与 结合形成糖蛋白，含有保护与润滑、结合形成糖蛋白，含有保护与润滑、参加参加 等作用。等作用。外表外表蛋白质蛋白质糖类糖类细胞表面识别细胞表面识别第第25页页诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白美国科学家，这是自诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白美国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质相关研究结果。给与细胞膜蛋白质相关研究结果。皮特皮特阿格雷阿格雷罗德里克罗德里克麦金农麦金农第第26
11、页页10月月3日，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯日，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯博伊特勒、法国籍科学家朱尔博伊特勒、法国籍科学家朱尔斯斯霍夫曼，以表彰他们发觉了细胞膜上参加免疫关键霍夫曼，以表彰他们发觉了细胞膜上参加免疫关键“受体蛋白质受体蛋白质”。布鲁斯布鲁斯博伊特勒博伊特勒 朱尔斯朱尔斯霍夫曼霍夫曼第第27页页小结：概念图基本支架含有流动性有横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数能够运动生物膜含有结构特征: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份第第2
12、8页页 学习感悟：学习感悟：纵观该模型发觉发展史，哪些原因推进了生物纵观该模型发觉发展史，哪些原因推进了生物 膜流动镶嵌模型这一发觉不停发展和深入？膜流动镶嵌模型这一发觉不停发展和深入？科技发展带来更先进试验技术科技发展带来更先进试验技术严谨科学研究方法严谨科学研究方法正确研究指导思想正确研究指导思想生物学现象生物学现象提出问题提出问题试验验证试验验证做出假设做出假设修正补充修正补充提出新学说提出新学说结构与功效相适应结构与功效相适应坚持不懈、前赴后继研究精神坚持不懈、前赴后继研究精神 新理论新理论第第29页页 1 1细胞膜经脂质溶剂和蛋白酶处理后细胞膜经脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此推断，
13、细胞膜化学成份主要溶解，由此推断，细胞膜化学成份主要是是 A A水水 B B脂质和蛋白质脂质和蛋白质 C C多糖多糖 D D核酸核酸自我检测自我检测第第30页页2 2使磷脂尤其适于形成细胞膜原因是使磷脂尤其适于形成细胞膜原因是 A A磷脂是疏水性磷脂是疏水性 B B磷脂是亲水性磷脂是亲水性 C C磷脂能快速吸水磷脂能快速吸水 D D磷脂既是疏水性又是亲水性磷脂既是疏水性又是亲水性自我检测自我检测第第31页页3.3.细胞膜脂质双分子层中，蛋白质分子细胞膜脂质双分子层中，蛋白质分子分布在分布在 A A仅在内表面仅在内表面 B B仅在两层之间仅在两层之间 C C仅在内表面与外表面仅在内表面与外表面
14、D D两层之间、内表面与外表面都有两层之间、内表面与外表面都有 自我检测自我检测第第32页页4 4生物膜流动镶嵌模型认为生物膜是：生物膜流动镶嵌模型认为生物膜是：以磷脂双分子层为基本支架以磷脂双分子层为基本支架 蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质三层结构蛋白质三层结构 静止静止 流动流动 A A B B C C D D 自我检测自我检测第第33页页5 5若将细胞膜磷脂提取后放入盛有水容若将细胞膜磷脂提取后放入盛有水容器中，静置铺展后，分布模式应是器中，静置铺展后，分布模式应是 自我检测自我检测第第34页页6.6.白细胞能够吞噬细菌、变形虫能做变白细胞能够吞噬细菌、变形虫能做变形运动，其原理是形运动
15、，其原理是 A A细胞膜选择透过性细胞膜选择透过性 B B细胞膜流动性细胞膜流动性 C C细胞自我保护作用细胞自我保护作用 D D细胞膜识别作用细胞膜识别作用自我检测自我检测第第35页页填空题填空题右图是生物膜结构模型示右图是生物膜结构模型示意图意图，请回答：，请回答：（1 1）图中）图中a a代表是代表是 ，组成了生物膜，组成了生物膜 。（2 2）图中）图中b b代表是代表是 ，有些，有些b b 在在a a表面，表面，有些部分或有些部分或 嵌入嵌入a a中，有些中，有些 于整个于整个a a。（3 3）图中图中c c代表是代表是 ，主要分布于，主要分布于细胞膜细胞膜 ，与细胞识别、信息传递有着亲密关系，与细胞识别、信息传递有着亲密关系（4 4）生物膜含有结构特点是）生物膜含有结构特点是 。磷脂双分子层磷脂双分子层基本支架基本支架蛋白质蛋白质镶镶全部全部贯通贯通一定流动性一定流动性糖蛋白糖蛋白外表面外表面自我检测自我检测第第36页页
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