生物膜的流动镶嵌模型新人教必修详解

生物膜的流动镶嵌模型新人教必修详解第1页/共36页1、细胞膜的功能有哪些？2、细胞膜及其他生物膜有什么功能特点？复习旧知：（1）.屏障分隔作用（2）.控制物质进出细胞（选择透过性）（3）.进行细胞间的信息交流有一定的选择透过性第2页/共36页塑料袋普通布弹力布用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？细胞膜具有：1.屏障分隔作用2.控制物质进出细胞（选择透过性）3.进行细胞间的信息交流弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？结构与功能相适应的观点P65问题探讨：第3页/共36页第2节生物膜的流动镶嵌模型是谁,隔开了原始海洋的动荡,是谁,为我日夜守边防,是谁,为我传信报安康。没有你,我——一个小小的细胞会是何等模样?丁卫萍第4页/共36页2023/4/195教学目标

1、简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。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。3、探讨在建立生物膜模型的过程中，如何体现结构与功能相适应的观点。

第5页/共36页2023/4/196时间：19世纪末人物：欧文顿(E.Overton）相似相溶原理膜是由脂质组成的不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜一、生物膜结构的探索历程假说：自主探究，小组讨论交流资料一第6页/共36页（P66）思考与讨论：问题1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是通过膜成分的提取和鉴定？问题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？对现象的推理分析有必要第7页/共36页2023/4/198科学探究的一般过程（分析实验结果，得出结论）提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流设计方案（按预定方案进行实验）（总结，写实验报告并适当交流）预期结果由于受到实验技术和设备等的限制，提出假说是科研领域一种非常重要且广泛使用的方法——

也就是“依据实验现象→严谨推理和大胆想象→提出假说→实验验证完善”的探究过程第8页/共36页20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：资料二膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？问题：第9页/共36页资料三1925年Gorter和Grendel用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量人的的红细胞中抽提脂类，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——脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层GORTER脂单分子层=2×第10页/共36页小资料(P66)思考与讨论：问题3：为什么磷脂分子在空气-水界面上铺展成单分子层，科学家如何从这一现象推导出脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层?亲水“头部”水空气疏水“尾部”

S单1=2S表2第11页/共36页2023/4/1912请同学们每四人一组，合作探究以下磷脂双分子层最可能的的排布方式。?第12页/共36页2023/4/1913水水D水水E水C水水水A水B水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？推测第13页/共36页提出问题

除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置呢??第14页/共36页电子显微镜（REM）生物膜模型的提出1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。资料四蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。蛋白质蛋白质脂质生物膜模型（静态的统一结构）第15页/共36页生物膜模型无法解释的现象第16页/共36页跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技术带来新模型蛋白质在膜中的分布是不对称的科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的三种方式的概括：在膜表面嵌在膜中穿透膜第17页/共36页新技术带来新模型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37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？膜上的蛋白质具有流动性资料五第18页/共36页新技术带来新模型①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动小资料磷脂分子的运动生物膜具有流动性第19页/共36页知识拓展根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。

①白细胞吞噬细菌的过程②变形虫的伪足运动现象；③受精时精子和卵细胞的融合过程；④动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程。第20页/共36页2023/4/1921已有的科学认识1、膜的主要成分是脂质和蛋白质。2、脂质分子必然排列为连续的两层，且头部朝外、尾部朝内。3、蛋白质在生物膜上的存在有三种方式：在膜表面、嵌在膜中、穿透膜。4、生物膜具有流动性（磷脂双分子层和大多数的蛋白质是可以运动的）第21页/共36页2023/4/1922时间：人物：提出：1972年桑格和尼克森流动镶嵌模型资料六第22页/共36页2023/4/1923二、流动镶嵌模型的基本内容1、

构成膜的基本支架。2、蛋白质分子

磷脂双分子层，体现了膜结构的不对称性。3、生物膜具有一定的

（磷脂双分子层具有流动性，大多数的蛋白质也是可以运动的）。4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的

，叫做糖被（功能是

、

等）。阅读P68文字并观察图片，自主探究磷脂双分子层镶、嵌入或贯穿流动性糖蛋白保护润滑及细胞识别第23页/共36页流动镶嵌模型动画第24页/共36页

2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。不断完善和发展的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？第25页/共36页2023/4/19研修班26①纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步起到了怎样的作用？②分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应的观点是如何体现的？③

你能说出流动镶嵌模型的基本内容吗？④通过分析科学家建立生物膜模型的过程，你对科学过程和方法有哪些感悟？比比谁的思维更准确、更全面、更深刻！人类对自然界的认识永无之境，随着实验技术的不断创新和改进，对生物膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将更完善的解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。第26页/共36页2023/4/1927时间和人物实验过程及现象假说或结论

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——单位模模型蛋白质—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年荷兰科学家20世纪初19世纪末欧文顿列表总结一：生物膜结构的探究历程第27页/共36页1支架：2流动：3镶嵌：磷脂双分子层构成基本支架蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面；有的部分、全部嵌入磷脂双分子层中；有的横跨整个磷脂双分子层磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的总结二：流动镶嵌模型的基本内容第28页/共36页新技术带来新模型技术的不断改进和创新，一定让你对膜有了新的认识……课下实践作业——尝试制作细胞膜模型做一做第29页/共36页试一试：概念图基本支架具有流动性有的横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:

磷脂双分子层蛋白质分子部分镶在磷脂双分子层表面部分或全部嵌入磷脂双分子层中流动性成分第30页/共36页2023/4/1931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第一关C随堂闯关第31页/共36页2023/4/1932细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸第二关A随堂闯关第32页/共36页一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而表面积增大。变形虫能做变形运动。下列各项中，与这些现象有关的是()A.细胞膜的选择透过性B.细胞膜的流动性

C.细胞膜的生理特性D.细胞膜的功能特征B随堂闯关第三关第33页/共36页某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回答下列问题：（1）应选取人的哪种细胞做实验（）

A．神经细胞B．口腔上皮细胞C．成熟的红细胞D．白细胞（2）将选取的上述材料放入

，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂，然后再用

法获得纯净的细胞膜。（3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列能正确反应其分布的图是（）