必修1-04-02生物膜的流动镶嵌模型.ppt

1、必修1-04-02,生物膜的流动镶嵌模型,人民教育出版社,普通高中课程标准实验教科书,生物,P65本节聚焦： 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？,1.提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。 2.提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。,P65问题探究,从物质的跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质进

2、出细胞是有选择性的。为什么生物膜能够控制物质的进出呢？这与生物膜的结构有什么关系？ 每一种结构都是由化学物质构成的，那么细胞膜具有什么样的组成成分呢？,19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。,非脂溶性物质,脂溶性物质,时间：20世纪初 实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析,红细胞的细胞膜,成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。,P66思考与讨论 1.最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析得出的。 2.有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。,1）对膜的化

3、学成分提出假说,膜是由脂质组成的,探索过程,）磷脂和蛋白质是通过什么样的 排列方式参与膜的构建的？,）科学家是如何得出这一结论的？,）为什么磷脂分子在空气水界面上可以铺展成单分子层呢？,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。,磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层,P66思考与讨论 3.提示：因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。,实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气水界面上铺展成

4、单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。,）细胞膜中的磷脂分子又为什么会排成连续的两层呢？,想一想？,亲水部分,疏水部分,磷脂分子,内外都有水,连续两层排列,）细胞膜中还有蛋白质，那么蛋白质又存在于什么位置呢？,1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗明暗的三层结构。,提出静止模型的观点,蛋白质脂质蛋白质（三层结构）,要点：所有膜结构都相同 静态的结构,“蛋白质脂质蛋白质”三明治模型,）各种生物膜功能不同，应该结构也不同 ）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释,想一想？,变形虫的变形运动,变形虫在吞噬草履虫,随着新技术的运用，科学家发现膜蛋白并不是全部铺在

5、脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。,小鼠细胞和人细胞融合实验,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,从而推翻了静止模型的观点,结论：细胞膜具有流动性,提出新的细胞膜模型,1972年，桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型。,流动镶嵌模型的基本内容：,1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中的蛋白质组成。还有少量的多糖。,2、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物膜的基本骨架；,3、蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌插在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。,糖蛋白的作用： 1有保护和

6、润滑作用， 2还与细胞膜表面的识别有密切关系,4、在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂,（2）膜蛋白的运动性,5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性（结构特点）,（1）磷脂分子的运动性,1.提示：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。,P67思考与讨论,2.提示：在建立生物膜模型

7、的过程中，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。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模型。生物膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况，恰能较好地

8、解释不同结构的生物膜具有不同的生理功能。,细胞膜,结构,主要成分,结构模型,磷脂、蛋白质 （还有糖蛋白、糖脂）,流动镶嵌模型,覆盖,镶嵌,横跨,特性,具有一定的流动性,基本骨架：磷脂双分子层,课堂总结,蛋白质,19世纪末,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，发现脂质更容易通过细胞膜,膜是由脂质组成的,1925年,两位荷兰科学家,从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍,细胞膜中脂质为连续的两层,1959年,罗伯特森,在电镜下看到细胞膜由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成,生物膜为三层静态统一结构,1970年,弗雷和 埃迪登,分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞

9、的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀,细胞膜具有流动性,1972年,桑格和 尼克森,在新的观察和实验证据基础上,提出流动镶嵌模型,1）生物膜以 基本支架； 2）蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式 3）生物膜具有一定的 。,磷脂双分子层,镶在表层、嵌入双分子层、横跨双分层,流动性,流动镶嵌模型的主要内容,1.生物膜的组成：,生物膜是由_和_组成的。,脂质,蛋白质,2.生物膜的流动镶嵌模型。,生物膜的流动模型认为，_构成了膜的基本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分子也是可以运动的。,磷脂双分子层,3.糖被的结构及功能。,糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_和_结合形成的糖蛋白，其作

10、用是_、_等。,蛋白质,糖类,细胞识别,免疫反应,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 B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 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动,A,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（ ）。 A选择透过性 B保护作用 C流动性 D自由扩散,C,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（ ）。 A结构特点具有流动性 B选择透过性 C专一性 D具有运输物质的功能,A,细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质脂质蛋白质三层结构模型

11、的最大的不同是,A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性,D、蛋白质脂质蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性,C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性,B、蛋白质脂质蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性,在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（ ） A.C、H、O B.C、H、O、P C.C、H、O、N D.C、H、O、N、P,D,构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是（ ） A、蛋白质和磷酸 B、蛋白质和脂肪 C、氨基酸和磷脂 D、蛋白质和磷脂,D,科学家将一个细胞的的细胞膜中的磷脂成分抽提出来，并将它在空气水界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积，相当于原来细胞膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是（ ） A、单层排列 B、均匀稀疏排列 C、双层排列 D、均匀紧密排列,C,组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架特征是（ ） A、膜两