2021—2022学年高一上学期 生物人教版 必修1 4.2生物膜的流动镶嵌模型 课件（20张ppt）

(共20张PPT)
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
细胞膜太薄，光学显微镜看不见，
而19世纪还无电子显微镜。
课前回顾
细胞膜的功能还记得吗？
对细胞膜的研究为什么是从生理功能开始的？
一、对生物膜结构的探索历程
19世纪末“欧文顿实验”
时间：1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。
发现：
膜是由脂质组成的
欧文顿提出假说：
资料1
需要通过观察和实验进一步验证和完善
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
●
●
应用化学手段分析表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质。
科学家将膜从哺乳动物成熟的红细胞中分离出来。
(后来确定主要为磷脂、动物细胞膜含少量胆固醇)
验证1
其他科学家的实验
时间：1925年
人物：两位荷兰科学家
实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，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。
细胞膜中的脂质分子(磷脂分子)必然排列为连续的两层！
资料2
对生物膜结构的探索——磷脂双分子层
结论：
亲水头部
疏水尾部
磷脂是一种由甘油，脂肪酸，磷酸和胆碱所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。
磷脂分子结构
探究:
对生物膜结构的探索——磷脂双分子层
脂肪酸
甘油
磷酸
胆碱
思考1：一个水槽中装了一部分水，让磷脂分子在水槽的空气-水
界面上排布，磷脂分子会怎么样排布？
空气
水
与水亲和的头部分布在水中，而两条疏水尾部与水不亲和，因此受到水分子的排斥而朝向空气中。
思考2：正常情况下，生物膜处于什么环境，在这样的环境中，磷脂分子在细胞中可能是怎样排布的？
水(内)
水（外）
资料4
对生物膜架构的探索
——脂质和蛋白质的排布方式
探索三：
时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电子显微镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。
细胞膜厚约7.5nm,它由厚约3.5nm的双层脂质分子和内外表面各为厚约2nm的蛋白质构成.
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的“三明治”式的静态统一结构
思考：“三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的统一结构，这显然与膜
功能的多样性相矛盾。
蛋白质
磷脂双分子层
应如何修正？
时间：
1970年
结论：
荧光均匀分布
诱导
融合
人细胞
鼠细胞
荧光
标记
37摄氏度40分钟后
实验：
人—鼠 细胞融合实验
对生物膜结构特点的探索
探索四：
资料6:
细胞膜具有流动性。
科学家发现蛋白质在在膜中的分布是不对称的，并且发现蛋白质在磷脂双分子层中的位置有以下几种情况：
镶在表层
部分、全部嵌入
双分子层
贯穿双分子层
二、流动镶嵌模型的基本内容
阅读教材68页，思考并组内讨论以下4个问题：
1.细胞膜的主要成分是什么？
2.细胞膜的基本支架是什么？
3.膜上蛋白质如何分布？
4.生物膜具有何特点？
二、流动镶嵌模型的基本内容
1. 磷脂双分子层
膜的基本支架
（具有流动性）
（大多数可以运动）
3.生物 膜 结构特点：
（细胞膜外表）
（2）糖脂
流动性
2. 蛋白质分子分布：镶 嵌入 贯穿
补充： 糖类
（1）糖蛋白（糖被）：保护 润滑 识别
根据流动镶嵌模型绘制出细胞膜的平面模式图并标注相应结构
总 结
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 和 组成；
罗伯特森1959年提出的单位膜模型：所有生物膜都由 三层结构；
1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 ；
1972年，桑格和尼克森提出了 。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
一定的流动性
流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型
④结构特点：______________________
流动镶嵌模型的基本内容
脂质、蛋白质、糖类
磷脂双分子层
镶在表面、嵌入、贯穿
生物膜具有一定的流动性
①组成成分：______________________
②基本支架：______________________
③蛋白质分布：___________________
磷脂分子具有流动性；大多数蛋白质分子运动的。
⑤功能特点：______________________
选择透过性
拓展：
1.流动镶嵌模型与蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型有何异同？
2.分析实物模型的建立和完善过程，你受到哪些启发？
3.生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看法。
相同点：主要物质都是脂质和蛋白质。
不同点：
① 蛋白质非均匀分布
② 组成膜的分子是运动的
① 科学研究需要在实验、观察的基础上，配合严谨的推理和大胆的想象。
②科学研究依赖于技术的进步，技术的进步可以获得更多的实验数据。
③科学发现是一个长期的过程，涉及很多科学家的辛勤工作。
④科学家的观点并不一定都是真理，必须通过实验验证完善。
　　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
1．下列叙述不是细胞膜的结构模型特点的是：
A．细胞膜上蛋白质的分布是不对称
B．细胞膜主要由脂质分子和蛋白质分子构成
C．细胞膜的内侧有糖蛋白
D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
2.一位细胞学家发现，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
C