2016年流动镶嵌模型公开课课件

1、4 -2 生物膜的流动镶嵌模型长城海关（打一细胞结构名称）外交部猜一猜将细胞与外界环境分开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流细胞膜一、对生物膜结构的探索历程让我们跟随科学家一同去探索问题1细胞膜由哪些成分组成的呢？细胞膜E.Overton的假说： 膜是由脂质组成的。非脂溶性物质脂溶性物质一、对生物膜结构的探索历程资料1时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton）：实验提出假说膜的成分的初步阐明，最初是先根据实验现象提出假说，而不是通过实验现象直接证实的。假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想像。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。实验和观察、推理和想像提出

2、假说 观察和实验（验证和完善假说）科学方法活动主题一： 利用上述知识，推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，并用画图来表达。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。资料2：朗缪尔(I Langmuir)磷脂分子结构磷脂分子水磷脂分子在空气水界面上铺展成单分子层空气磷脂是一种由甘油、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。资料2：朗缪尔(I Langmuir)磷脂分子结构磷脂分子膜外（水）膜内(水）膜外（水）膜内(水） 根据磷脂分子的特点结合人体组织细胞内、外环境,大胆猜想并

3、构建细胞膜中磷脂分子的排列模型。活动主题二：水水猜想的模型是：设计实验以证实假说提出假说：磷脂分子排列为双分子层 资料3、1925年荷兰科学家实验用丙酮从红细胞中提取脂质，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。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！E.Gorter和F.Grendel资料4 科学家在实验中发现：细胞膜不但会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。 根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论? 问题探讨：得出结论：推测膜中可能还含有蛋白质等2、对生物膜组分的探索蛋白质 20世纪初，科学家第一次将细

4、胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，应用化学手段分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质 组成膜的脂质中磷脂含量最多问题2 脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？资料5：超薄切片技术获得的细胞膜照片3、对生物膜模型架构的探索脂质和蛋白质的排布方式两层暗一层亮 1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）的“单位膜”模型认为：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”构成的三层静态统一结构。 （三明治模型）。 1959年， 罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。三明治模型这种模型特点：蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的

5、静态的“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构模式图蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的这种模型特点：问题3 静态“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构是否能体现膜的功能?变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫20世纪60年代将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下：资料6、冰冻蚀刻电子显微法 活动主题三：利用以上材料，提出蛋白质在脂质双分子层中的排布假说，并用画图来表达。部分嵌入的蛋白质贯穿的蛋白质镶在表面的蛋白质全部嵌入的蛋白质 资料7荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图时间：1970年人物：弗雷和埃迪登( Fr

6、ye 和 Edidin )实验：人细胞小鼠细胞细胞融合杂交细胞3740min红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记技术实验证明： 分子可以流动。表明：细胞膜具有 。蛋白质流动性时间：1972年人物：桑格和尼克森（S. J. Singer & G. Nicolson ）假说： 流动镶嵌模型资料8生物膜结构模型示意图二、流动镶嵌模型的基本内容:1、生物膜的组成：2、生物膜的基本支架：3、蛋白质分子存在形态：主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝向内侧）有镶在表面、嵌入、贯穿三种,体

7、现了生物膜的不对称性。二、流动镶嵌模型的基本内容:3、蛋白质分子存在形态：外侧的蛋白质分子有的与糖类结合形成糖被。（糖被与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系，在消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白还有保护和润滑作用。）细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂二、流动镶嵌模型的基本内容:4、生物膜的结构特点：一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）问题4生物膜流动镶嵌模型是不是完美无缺的？资料9： Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型；Jain和White于1977年提出板块镶嵌模型等。迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多。资料10： 2003年度诺贝尔化学奖授予两名研

8、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 。 皮特阿格雷罗德里克麦金农1、科学家探索生物膜结构模型的过程中，强调的科学方法是什么？实验和观察、推理和想像提出假说 观察和实验（进一步修正假说）不断发展、完善小组讨论： 在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?3、在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点是如何得到体现的？2、在建立生物膜模型的探索过程中，实验技术的进步起到怎样的作用?实验技术的进步起到了关键性的推动作用 结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。 概念图小结生物

9、膜结构特点功能特点结构组成结构探究历程决定 一定的流动性选择透过性磷脂双分子层蛋白质分子 课堂反馈 实验表明，脂质或脂溶性物质比较容易通过细胞膜，而其他物质要透过细胞膜则比较困难，原因是什么？细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。 细胞膜上与细胞识别、免疫反应等有密切关系的化学物质是 。糖蛋白晋江市养正中学晋江市养正中学 细胞外的物质不能随便进入细胞，但有机磷农药仍然可以迅速进入细胞使人中毒，其原因是什么？ 有机磷农药是脂溶性物质，容易通过细胞膜。课堂反馈晋江市养正中学上述现象说明细胞膜的结构具有 性。一定的流动课堂反馈胞吞胞吐 课后探究 1、请你根据现有的对细胞膜结构和功能的了解，选择合适的材料，

10、分小组制作生物膜模型。DIY 2、查问资料：生物膜的模拟和研究在处理污水、海水淡化、改善农作物品质等多种领域发挥的重要作用。1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A 细胞膜具有一定流动性B 细胞膜是选择透过性C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂反馈 C2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（ ）A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成B细胞膜表面有糖蛋白C细胞膜具有一定的流动性D细胞膜具有选择透过性B3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性B4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（ ）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸A5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（ ）A. 6 B. 8 C. 12 D .16B6、研究中发现，把用发射性同位素3H标记的氨基酸注入胰岛细胞中，结果会在细胞外检测到含放射性元素的蛋白质，蛋白质是以_ 的形式释放到细胞外的，