生物高中新课标人教版必修一4.2 生物膜的流动镶嵌模型

(共15张PPT)
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程
问题的提出
实验观察
提出假说
实验验证
引出新问题
实验探究
为什么生物膜能控制物质的进出？这与生物膜的结构有什么关系？
细胞膜对不同物质通透性不同，溶于脂质的物质更容易通过。
膜由脂质组成
分离哺乳动物红细胞的膜，分析其化学成分主要为脂质和蛋白质
脂质和蛋白质如何构成细胞膜？
脂质在细胞膜中如何排列？蛋白质在细胞中如何分布？
流动镶嵌模型
“单位膜”模型
建立模型
完善模型
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
探究一：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试构建磷脂分子在空气—水界面中的模型
要求：
1. 前后两桌为一小组。
2. 小桶内不同颜色的橡皮泥代表膜上的不同成分，包装还没打开的那种用来做磷脂分子，一小块橡皮泥可以做2-3个磷脂分子。
3.组长分工要明确，小组成员间通力合作，看哪一组又快又好地完成模型构建任务。
4.展示成果时，声音要哄亮，简明扼要地描述本组想法。
对生物膜结构的探索程
磷脂分子排列为单分子层
资料1 朗姆瓦的实验
1917年,朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱，经过推挤排列成了单层，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面。
探究二：细胞膜的两侧均为水环境，细胞膜中的磷脂分子又会如何排列？请构建模型。
对生物膜结构的探索历程
资料2 荷兰科学家的实验
1925年，荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德F.Grendel，用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍
结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
对生物膜结构的探索历程
探究三：根据膜中蛋白质的功能，大胆想像蛋白质分子在膜中的位置，继续完善模型
资料3：罗伯特森的实验
1959年电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构，并构建了“单位膜”模型。
超薄切片技术获得的细胞膜照片
对生物膜结构的探索历程
生物膜都由蛋白质－磷脂－蛋白质
三层结构构成
结论：
①蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧;
②构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。
特点：
不足：
难以解释原生质层的伸缩、细胞生长、变形虫运动、白细胞吞噬病菌病毒等现象
标本用干冰等冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
蛋白质分布不规则，或镶在、或嵌入、或贯穿在磷脂双分子层中。
资料4 冰冻蚀刻电子显微法
对生物膜结构的探索
思考：蛋白质在生物膜中的分布有什么特点？
资料5：磷脂分子的运动
对生物膜结构特点的探索
资料6：人-鼠细胞融合实验
资料5、6表明什么？
对生物膜结构特点的探索
诱导
融合
40分钟后
人细胞
鼠细胞
荧光标记的蛋白质
细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的，因此细胞膜具有一定的流动性。
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研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
科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种“偶然的机遇”只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍的精神的人，而不会给懒汉。---华罗庚