生物生物膜的流动镶嵌模型

1、 探究实验一般步骤：探究实验一般步骤： 提出问题提出问题 作出假设作出假设 设计实验设计实验 科学实验科学实验 分析结果分析结果 表达与交流表达与交流 （原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层是一层半透膜吗？） （原生质层相当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果（设计方案、预期结果） （按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验） （分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：） （总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流） 三、其他物质的跨膜运输 细胞的吸水和失水是水分子顺相细胞的吸水和失水是水分子顺相 对含量的梯度跨膜运输的！对含量的梯度跨膜运

2、输的！ 1）其它物质跨膜运输的实例）其它物质跨膜运输的实例 因为水稻从培养液中吸收很因为水稻从培养液中吸收很 少甚至几乎为零，但水稻却从培少甚至几乎为零，但水稻却从培 养液中大量吸收水分用于生命养液中大量吸收水分用于生命 活动。活动。 1、水稻培养液中里的、水稻培养液中里的 Ca2+和和Mg2+浓度为什么浓度为什么 会增高？会增高？ 2、不同作物对无机盐的吸、不同作物对无机盐的吸 收有差异吗？收有差异吗？ 有，因不同的生物细胞需要的有，因不同的生物细胞需要的 物质不一样，需要的量也不一样。物质不一样，需要的量也不一样。 4、细胞对物质的吸收有选择么？如果有，这、细胞对物质的吸收有选择么？如果有

3、，这 种选择有普遍性么？种选择有普遍性么？ 3、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其 他物质的跨膜运输也是这样么？他物质的跨膜运输也是这样么？ 不一定不一定,并不都是这样的并不都是这样的,这取决于细胞生这取决于细胞生 活活动的需要活活动的需要 细胞对物质的吸收是有选择性的。这种选择细胞对物质的吸收是有选择性的。这种选择 性具有普遍性。性具有普遍性。 2）物质跨膜运输的特点：）物质跨膜运输的特点： 1.1.水分子可以顺浓度梯度自由通过；水分子可以顺浓度梯度自由通过； 2.2.细胞要选择吸收的离子和小分子也可细胞要选择吸收的离子和小分子也可 以通以通 过过；

4、3.3.其他的离子、小分子和大分子不能其他的离子、小分子和大分子不能 通过。通过。 结论：结论：细胞膜和其他生物膜都是细胞膜和其他生物膜都是选择透过选择透过 性膜性膜 总结总结 那么生物膜的选择性吸收是否那么生物膜的选择性吸收是否 与其特定的结构相关呢？与其特定的结构相关呢？ 第二节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 教学目标教学目标 1.简述生物膜的结构。简述生物膜的结构。 2.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。 3.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结

5、构与功能相适应的观点。 教学重点和难点教学重点和难点 1.教学教学 流动镶嵌模型的基本内容。流动镶嵌模型的基本内容。 2.教学难点教学难点 探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。 重点重点 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？细胞膜的组成成分是什么呢？ 对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程: : 时间：时间：1919世纪末（世纪末（18951895年）年） 实验：欧文顿实验：欧文顿(E.Overton)(E.Overton)用用

6、500500多种化学物质对植物细胞的多种化学物质对植物细胞的 通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是 不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容 易通过细胞膜。易通过细胞膜。 时间：时间：2020世纪初世纪初 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离 出来，然后进行化学分析。出来，然后进行化学分析。 化学分析表明：膜的主要成分是化学分析表明：膜的主要成分是 脂质和蛋白质脂质和蛋白质 组成膜的脂质中组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含

7、量最多 脂质和蛋白质是怎样有机结合构脂质和蛋白质是怎样有机结合构 成膜的呢？成膜的呢？ 时间：时间：19251925年年 实验：两位荷兰科学家用丙酮（实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有一种有 机溶剂，可以溶解脂质机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞）从人的红细胞 膜中提取脂质，在膜中提取脂质，在空气水空气水界面上铺展界面上铺展 成单分子层，测得单分子层的面积恰好成单分子层，测得单分子层的面积恰好 为红细胞表面积的为红细胞表面积的两两倍。倍。 得出结论：得出结论： 细胞膜中的脂质分子排列为细胞膜中的脂质分子排列为 连续的两层连续的两层 连续两连续两 层排列层排列 蛋白质位于脂双分子层蛋白质位于脂双

8、分子层 的什么位置呢？的什么位置呢？ 19591959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的 细胞膜照片，显示细胞膜照片，显示暗暗明明暗暗的三层结构。的三层结构。 提出提出静止模型静止模型的观点的观点 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质（单位膜）蛋白质（单位膜） “蛋白质蛋白质 脂质脂质蛋白蛋白 质质”三明治三明治 模型模型 静态静态“蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质” 三层结构是否能体现膜的功能三层结构是否能体现膜的功能 呢呢? ? 变形虫的变形运动变形虫的变形运动 变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫 蛋白质蛋白质镶在、嵌入、横跨镶在、嵌入、横跨在磷脂双分

9、子层中。在磷脂双分子层中。 蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的 镶镶 嵌入嵌入 横跨横跨 诱导 融合 人细胞人细胞 鼠细胞鼠细胞 荧光标记 蛋白质 40分钟后 370C 实验结论: 细胞膜具有流动性 1972年，桑格和尼克森在新的观桑格和尼克森在新的观 察和实验证据的基础上，提出了流动察和实验证据的基础上，提出了流动 镶嵌模型镶嵌模型。 流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容 流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容： 1、磷脂双分子层、磷脂双分子层构成膜的构成膜的基本支架。基本支架。（其（其 中磷脂分子中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水的亲水性头部朝向两

10、侧，疏水 性的尾部朝向内侧）性的尾部朝向内侧） 2、蛋白质分子、蛋白质分子有的有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表在磷脂双分子层表 面，有的部分或全部面，有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，磷脂双分子层中， 有的有的横跨横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜整个磷脂双分子层。（体现了膜 结构内外的结构内外的不对称性不对称性） 镶镶 嵌入嵌入 横跨横跨 3、磷脂分子是可以运动的，具有、磷脂分子是可以运动的，具有流动流动性性 4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。 （也体现了膜的流动性）（也体现了膜的流动性） 5、细胞膜细胞膜外表，外表，有一层由细胞膜上的有一层由细胞膜上的

11、蛋蛋 白质白质与与糖类糖类结合形成的结合形成的糖蛋白，叫做糖糖蛋白，叫做糖 被。被。（糖被与（糖被与细胞识别、胞间信息交流细胞识别、胞间信息交流 等有密切联系）等有密切联系） 糖蛋糖蛋 白白 想象空间想象空间 发挥空间想象力，发挥空间想象力， 想象一个近似球型想象一个近似球型 的细胞，其细胞膜的细胞，其细胞膜 的磷脂双分子层的的磷脂双分子层的 三维立体结构！三维立体结构！ 概念图概念图 生物膜生物膜 结构特点结构特点功能特点功能特点 结构组成结构组成 结构探究历程结构探究历程 决定决定 流动性流动性 选择透过性选择透过性 磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子 1下列哪项叙述不是细胞膜的

12、结构特点？（下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ） A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜 B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C细胞膜的分子结构具有流动性细胞膜的分子结构具有流动性 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动 2人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人 体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（ ）。）。 A选择透过性选择透过性 B保护作用保护作用 C流动性流动性 D自由扩散自由扩散 3一位细胞学家发现，当

13、温度升高到一定程度时，细胞膜的面积一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积 增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ ）。）。 A结构特点具有流动性结构特点具有流动性 B选择透过性选择透过性 C专一性专一性 D具有运输物质的功能具有运输物质的功能 课堂练习课堂练习: 4 4、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是 A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白质、蛋白质 C C、甘油、甘油 D D、无机盐离子、无机盐离子 叮铃铃 (白细胞吞噬病毒的过程) 探究实验一般步骤：探究实验一般步骤： 提出问题提出问题 作出

14、假设作出假设 设计实验设计实验 科学实验科学实验 分析结果分析结果 表达与交流表达与交流 （原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层是一层半透膜吗？） （原生质层相当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果（设计方案、预期结果） （按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验） （分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：） （总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流） 时间：时间：2020世纪初世纪初 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离 出来，然后进行化学分析。出来，然后进行化学分析。 化学分析表明：膜的主

15、要成分是化学分析表明：膜的主要成分是 脂质和蛋白质脂质和蛋白质 组成膜的脂质中组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含量最多 蛋白质位于脂双分子层蛋白质位于脂双分子层 的什么位置呢？的什么位置呢？ 流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容： 1、磷脂双分子层、磷脂双分子层构成膜的构成膜的基本支架。基本支架。（其（其 中磷脂分子中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水的亲水性头部朝向两侧，疏水 性的尾部朝向内侧）性的尾部朝向内侧） 3、磷脂分子是可以运动的，具有、磷脂分子是可以运动的，具有流动流动性性 4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。 （也体现了膜的流动性）（也体