第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型公开课

高中生物必修一第四章细胞的物质输入和输出第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？前言细胞的边界细胞膜生物膜探索历程欧文顿19世纪末

探究历程对生物膜组分的探索Year1895年欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验细胞膜E.Overton的假说：膜是由脂质组成的。非脂溶性物质脂溶性物质小资料相似相溶原理：通俗的讲，即分子结构越相似的物质，越是容易相互溶解。

探究历程欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学方法分析膜的主要成分19世纪末

20世纪初

探究历程对生物膜组分的探索

科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。发现细胞膜会被蛋白酶分解.红细胞的细胞膜化学分析表明：膜的成分中主要是脂质和蛋白质

探究历程Year20世纪初磷脂欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质

19世纪中

19世纪末

20世纪初

奈利用探针刺向细胞证明细胞表面有一层膜

探究历程

朗姆瓦1917年

探究历程Year1917年对生物膜分子排布的探索美国科学家朗姆瓦

指出磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部头部(亲水)(疏水)磷酸

自主探究Year1917年对生物膜分子排布的探索活动一：请根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气——水界面的分布模型。水空气欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质19世纪末

20世纪初

探究历程朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水1917年

荷兰科学家1925年

探究历程Year对生物膜分子排布的探索两位荷兰科学家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！（即一层膜是由两层磷脂单分子层构成的）1925年

自主探究Year对生物膜分子排布的探索活动二：请同学们尝试着大胆的推测和想象一下，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排成两层的呢？膜外（水溶液）膜内（水溶液）1925年

自主探究Year对生物膜分子排布的探索提出假说：磷脂分子在细胞膜中排列为双分子层膜外（水溶液）膜内（水溶液）1925年

探究历程欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质

19世纪中

19世纪末

20世纪初

奈利用探针刺向细胞证明细胞表面有一层膜

朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水1917年

两位荷兰科学家提出：脂质分子排列为两层

1925年

罗伯特森1959年Year1959年对生物膜分子排布的探索两层暗一层亮小资料(关于电镜成像)电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。

探究历程

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。Year1959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。对生物膜分子排布的探索

结论：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）。

“蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图

探究历程你觉得“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治结构模型有什么不足？细胞的分裂、白细胞的变形运动等现象不好解释

探究历程欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质

19世纪中

19世纪末

20世纪初

奈利用探针刺向细胞证明细胞表面有一层膜

朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水1917年

两位荷兰科学家提出：脂质分子排列为两层

1925年

罗伯特森提出膜的三层静态统一结构1959年利用冰冻蚀刻电子显微法观察细胞膜20世纪60年代

探究历程Year20世纪60年代冰冻蚀刻电子显微法：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：对生物膜分子排布的探索蛋白质

、

、

在磷脂双分子层中。镶在嵌入贯穿镶在嵌入贯穿

探究历程欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质19世纪末

20世纪初

朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水1917年

两位荷兰科学家提出：脂质分子排列为两层

1925年

罗伯特森提出膜的三层静态统一结构1959年利用冰冻蚀刻电子显微法观察细胞膜20世纪60年代

弗雷和埃迪登进行人鼠细胞融合实验1970年

探究历程Year1970年对生物膜结构特点的探究弗雷和埃迪登(Frye和Edidin):诱导融合40分钟后370C荧光标记膜蛋白鼠细胞人细胞结论:细胞膜上的蛋白质是可以运动的。人鼠细胞融合实验生物膜具有流动性

探究历程欧文顿提出膜由脂质组成科学家通过化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质

19世纪中

19世纪末

20世纪初

奈利用探针刺向细胞证明细胞表面有一层膜

朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水1917年

两位荷兰科学家提出：脂质分子排列为两层

1925年

罗伯特森提出膜的三层静态统一结构1959年利用冰冻蚀刻电子显微法观察细胞膜20世纪60年代

弗雷和埃迪登进行人鼠细胞融合实验1970年

桑格和尼克森提出了新的模型1972年

探究历程Year1972年流动镶嵌模型的诞生桑格和尼克森在继承创新中提出了流动镶嵌模型S.J.SingerG.Nicolson

探究历程Year1972年流动镶嵌模型的诞生

探究历程Year1972年流动镶嵌模型的基本内容有保护和润滑作用，还与细胞膜表面的识别有密切关系课堂小结1、细胞膜的组成成分：主要由脂质和蛋白质组成2、细胞膜的基本骨架：磷脂双分子层3、蛋白质分子存在位置：镶在、嵌入、贯穿4、细胞膜的结构特点：具有一定的流动性恭喜你，答对了！再接再厉！物理模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。

人类对自然界的认识永无止境，随着技术的不断创新和改进，人们对膜的研究必将更加细致入微……

新的征程课堂练习人体