生物膜的流动镶嵌模型(优质课比赛)

,安徽省宿州市第三中学校训：崇德善思励志笃行,SUZHOUNO.3MIDDLESCHOOL,4-2生物膜的流动镶嵌模型,宿州三中：赵亮,本节学习目标：1、生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？2、通过分析科学家建立生物膜模型的过程，你对科学的过程和方法有哪些领悟？,科幻之旅：如果有“时光机器”，将此刻的你送回19世纪，你会从哪几个方面去研究细胞膜的结构?,细胞膜的组成成分是什么呢？,一、对生物膜结构的探索历程:,资料一,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。,结论：_,欧文顿认为膜是由脂质组成的,1、欧文顿最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？2、在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？3、为什么当时欧文顿不对膜的成分提取和鉴定呢？,对实验现象的推理分析,有必要。仅靠推理得出的结论不一定正确，假说也需要通过观察和实验进一步验证和完善。,课堂活动一：分组讨论，合作探究,当时的科学技术条件还不够发达,实验:科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞,化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质。,时间：20世纪初,资料二,中分离出来然后用蛋白酶（分解蛋白质）处理。,实验现象：细胞膜被破坏,实验结论：,实验结论：细胞膜中含有蛋白质,磷脂,小资料,磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。,亲水“头部”,疏水“尾部”,磷脂分子,磷脂分子在空气水界面上铺展成单分子层,1、根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试构建磷脂分子在水空气界面中的模型,课堂活动二：分组讨论，合作探究,2、细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？,课堂活动二：分组讨论，合作探究,资料三,结论：,人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel,实验：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，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。,时间：1925年,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,脂质和蛋白质是怎样有机结合构成细胞膜的呢？,时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗,资料四,亮暗,的三层结构。,罗伯特森提出膜的“三明治”模型：,内容：所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，蛋白质均匀分布在磷脂双分子层两侧膜为静态的统一结构,你觉得“蛋白质脂质蛋白质”三明治结构模型有什么不足？,1、各种生物膜功能不同，应该结构也不同2、细胞的分裂、白细胞的变形运动等现象不好解释,新技术手段：用干冰等冰冻细胞膜。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。,结论：蛋白质并不是全部铺在脂质表面，还有的蛋白质嵌入在磷脂双分子层中。,资料五,实验结论,细胞膜具有流动性,资料六,时间：1970年人物：费雷和埃迪登等实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合。,根据已获取的知识,利用老师所给的材料，大胆尝试制构建细胞膜结构模型。,课堂活动三：模型构建,时间：1972年人物：桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）提出：流动镶嵌模型,二、流动镶嵌模型的基本内容：,1、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类2、膜的基本支架:磷脂双分子层（磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）具有流动性。3、蛋白质分子的位置: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，有的横跨整个磷脂双分子层。,4、膜外少量的糖类和蛋白质结合形成糖蛋白,蛋白质,磷脂双分子层,流动镶嵌模型,糖类,实验和观察、推理和想像,提出假说,观察和实验（进一步验证假说）,不断修正、完善模型,课堂活动四：模型修改,结合“流动镶嵌模型”的的内容对自己刚才构建的模型进行修正，并总结在科学研究中构建模型的一般流程,科学绝不是也永远不是一本写完了的书，每一项重大成就都会带来新的问题。,畅所欲言：在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?流动镶嵌模型是完美的吗？,2003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1991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。,科学无止境,皮特阿格雷,罗德里克麦金农,多种物质对膜通透性实验,对红细胞膜化学分析,红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面积的两倍,电镜下膜呈“暗亮暗”三层结构,蛋白质脂质蛋白质,人、鼠细胞融合实验。,新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。,膜是由脂质组成的,膜中含脂质和蛋白质,脂质双层结构,膜具流动性,流动镶嵌模型,1972，桑格和尼克森,1970年,1959年，罗伯特森,1925年，两位荷兰科学家,20世纪初,19世纪末欧文顿,A,不要灰心，再来一次！,C,D,B,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,知识闯关：第一关,人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）,选择透过性,保护作用,流动性,扩散,A,不要灰心，再来一次！,C,D,B,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,知识闯关：第二关,使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（）,磷脂是疏水性,磷脂是亲水性的,磷脂能迅速吸水,磷脂既是疏水性的又是亲水性的,A,不要灰心，再来一次！,C,D,B,