生物膜的流动镶嵌模型-优质课一等奖(课堂PPT).ppt

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 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 平阴县第一中学平阴县第一中学 高文宝高文宝细胞结构模型细胞结构模型丁卫萍丁卫萍是谁是谁,隔开了原始海洋的动荡隔开了原始海洋的动荡,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,我我一个小小的细胞一个小小的细胞会是何等模样会是何等模样?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的通透性。他选取用胞研究细胞膜的通透性。他选取用500多种化学多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过分子则难以通过。一、阅读资料一、阅读资料 分析结构成分分析结构成分资料资料1 1：脂质脂质提出假说提出假说膜是由膜是由 组成的组成的不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜 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的红细胞中分离出来，发现动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解一地分解蛋白质的物质）分解。得出结论得出结论:膜的主要成分是膜的主要成分是 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 分析结构成分分析结构成分磷脂分子磷脂分子 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的红细胞膜中的脂质用丙酮分离出了哺乳动物的红细胞膜中的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型资料资料3 3：测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍倍。得出结论：得出结论：膜中脂质分子必然排列为膜中脂质分子必然排列为连续的两层连续的两层 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的红细胞膜中的脂质用丙酮分离出了哺乳动物的红细胞膜中的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：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11水水水水细胞膜上两层磷脂究竟如何排布细胞膜上两层磷脂究竟如何排布？模拟活动：模拟活动：细胞膜上磷脂分子的排布细胞膜上磷脂分子的排布探索历程探索历程（结构（结构：脂质分子的排布：脂质分子的排布）资料资料4：19591959年罗伯特森实验年罗伯特森实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晰的暗膜清晰的暗-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生物膜是生物膜是静态静态的统一结构的统一结构提出模型：提出模型：所有所有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”构成的三层结构，构成的三层结构，资料资料4：1959年罗伯特森实验年罗伯特森实验二、利用教具二、利用教具 建立结构模型建立结构模型“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16观察发现：观察发现：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穿贯穿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的电镜照片小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片技术简介技术简介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的蛋白质分布模型冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记荧光标记 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-鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登荧光染料标记（蛋白质）技术荧光染料标记（蛋白质）技术资料资料6 6：人：人-鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登(Frye(Frye 和和 Edidin)Edidin)荧光染料标记技术荧光染料标记技术三、学习技术三、学习技术 体验结构特点体验结构特点 生物膜的探索历程生物膜的探索历程 1。19世纪末世纪末 欧文顿欧文顿 脂溶性物质更容易通过细胞膜脂溶性物质更容易通过细胞膜 结论：膜是由脂质组成的结论：膜是由脂质组成的 2。20世纪初世纪初 分离哺乳动物红细胞的膜分离哺乳动物红细胞的膜 结论：膜是由脂质和蛋白质构成结论：膜是由脂质和蛋白质构成 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：脂质分子必然排列为连续的两层结论：脂质分子必然排列为连续的两层 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态统一结构 5。1970 人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验 结论：细胞膜具有流动性结论：细胞膜具有流动性 根据已知的科学事实，尝试提出一个生物膜结构的模型。根据已知的科学事实，尝试提出一个生物膜结构的模型。根据已知的科学事实，尝试提出一个生物膜结构的模型。根据已知的科学事实，尝试提出一个生物膜结构的模型。构成特点结构分布主要成分生物膜资料资料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穿穿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思考：思考：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？糖被糖被：在细胞膜的在细胞膜的 ，由细胞膜上的，由细胞膜上的 与与 结合形成的糖蛋白，具有保护与润滑、结合形成的糖蛋白，具有保护与润滑、参与参与 等作用。等作用。外表外表蛋白质蛋白质糖类糖类细胞表面的识别细胞表面的识别20032003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自国科学家，这是自19911991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有关的研究成果。给与细胞膜蛋白质有关的研究成果。皮特皮特阿格雷阿格雷罗德里克罗德里克麦金农麦金农2011年年10月月3日，诺贝尔生理学或医学奖授予美国日，诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯科学家布鲁斯博伊特勒、法国籍科学家朱尔斯博伊特勒、法国籍科学家朱尔斯霍霍夫曼，以表彰他们发现了细胞膜上参与免疫的关键夫曼，以表彰他们发现了细胞膜上参与免疫的关键“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小结：概念图基本支架基本支架具有流动性具有流动性有的横跨整个磷有的横跨整个磷脂双分子层脂双分子层生物膜生物膜大多数可以运动大多数可以运动生物膜具有结构特性生物膜具有结构特性: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分成分 学习感悟：学习感悟：纵观该模型的发现发展史，哪些因素推动了生物纵观该模型的发现发展史，哪些因素推动了生物 膜流动镶嵌模型这一发现的不断发展和深入？膜流动镶嵌模型这一发现的不断发展和深入？科技发展带来的更先进的实验技术科技发展带来的更先进的实验技术严谨的科学研究方法严谨的科学研究方法正确的研究指导思想正确的研究指导思想生物学现象生物学现象提出问题提出问题实验验证实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能相适应结构与功能相适应坚持不懈、前赴后继的研究精神坚持不懈、前赴后继的研究精神 新的理论新的理论 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，细胞膜的化学成分主溶解，由此推断，细胞膜的化学成分主要是要是 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2 2使磷脂特别适于形成细胞膜的原因使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是是 A A磷脂是疏水性的磷脂是疏水性的 B B磷脂是亲水性的磷脂是亲水性的 C C磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 D D磷脂既是疏水性的又是亲水性的磷脂既是疏水性的又是亲水性的自我检测自我检测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 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4 4生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是：生物膜的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-蛋白质的三层结构蛋白质的三层结构 静止的静止的 流动的流动的 A A B B C C D D 自我检测自我检测5 5若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，静置铺展后，分布模式应是的容器中，静置铺展后，分布模式应是 自我检测自我检测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，其原理是 A A细胞膜的选择透过性细胞膜的选择透过性 B B细胞膜的流动性细胞膜的流动性 C C细胞的自我保护作用细胞的自我保护作用 D D细胞膜的识别作用细胞膜的识别作用自我检测自我检测填空题填空题右图是生物膜的结构模型右图是生物膜的结构模型示意图示意图，请回答：，请回答：（1 1）图中）图中a a代表的是代表的是 ，构成了生物膜，构成了生物膜 的的 。（2 2）图中）图中b b代表的是代表的是 ，有些，有些b b 在在a a的表面，的表面，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代表的是代表的是 ，主要分布于，主要分布于细胞膜细胞膜 的的 ，与细胞识别、信息传递有着密切关系，与细胞识别、信息传递有着密切关系（4 4）生物膜具有的结构特点是）生物膜具有的结构特点是 。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穿贯穿一定的流动性一定的流动性糖蛋白糖蛋白外表面外表面自我检测自我检测