第四章第二节 生物膜的流动镶嵌模型

(共26张PPT)
1、学习目标：
1.1、知识与技能
①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；
②举例说明生物膜具有的流动性的特点；
③通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律。
1.2、过程与方法
①分析科学家建立生物膜结构模型过程,尝试提出问题,大胆作出假设
②发挥空间想象能力，构建生物膜的空间立体结构。
1.3、情感、态度和价值观
①树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点；
②培养学生严谨的推理和大胆想象能力；
③认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
2、学习重难点：
重点：理解生物膜流动镶嵌模型的基本内容
难点：生物膜的流动性
3、学习方法：
合作探究法 资料分析法　　分组讨论法 　
一、对生物膜结构的探索历程
时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿(E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。
细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶
于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
非脂溶性物质
脂溶性物质
1、对生物膜成分的探索——脂质
资料1
假说：
　膜是由脂质组成的
发现:
科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。
根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论
问题探讨：
得出结论：
生物膜中可能还含有蛋白质
2、对生物膜成分的探索——蛋白质
资料2
脂质分子与蛋白质在膜中如何排列
1、单层磷脂分子:①在空气-水界面上；
②完全浸没在水中。
合作探究
根据磷脂分子的结构特点，利用模型摆出磷脂分子的排布并绘图:
2、结合人体组织细胞内、外环境（如右图），预测细胞膜中磷脂的排列方式。
磷脂分子结构示意图
亲水基团
疏水基团
空气
水
水溶液环境 (内)
水溶液环境(外)
连续两层排列
时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。
膜中脂质分子排列为连续两层
资料3
3、对生物膜结构的探索——磷脂双分子层
结论：
猜想
利用给定的材料猜想磷脂双分子层与蛋白质的排布方式。
资料4：罗伯特森的实验
电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。
超薄切片技术获得的细胞膜照片
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）。
4.对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式（一）
假说：
三明治模型
1.蛋白质在膜中分布的对称性
2.静态结构
要点：
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( )在磷脂双分子层中。
蛋白质在膜中的分布是（　　　）的
5.对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式（二）
资料5.冰冻蚀刻电子显微法
不对称
镶在、嵌入、横跨
1、蛋白质与磷质排布与你先前的猜想是否一致？
2、三明治模型有何不足之处，结合已有知识找出证据说明。
分组讨论
变形虫的运动
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。
结论：细胞膜具有一定的流动性
人细胞
鼠细胞
荧光标记 膜蛋白
诱导
融合
40分钟后
370C
资料6：人-鼠细胞融合实验
6.新技术带来新模型（一）
7.新技术带来新模型（二）
资料7：
时间：1972年
人物：桑格和尼克森
假说：流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质2、磷脂双分子层构成膜的基本支架。3、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。4、磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性。
1、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示
思考
2、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。
生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型.
1. 科学研究的艰辛历程;
2.告诉我们建立模型的一般方法;
3.实验技术的进步推动科学发展;
4.结构与功能相适应；
5.科学理论是在不断修正中完善的。
时间和人物 历史事件 历史结论
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
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，
两位荷兰
科学家
20世纪初
19世纪末
欧文顿
列表总结：生物膜结构的探究历程
概念图小结
生物膜
结构特点
功能特点
结构组成
结构探究历程
决定
③
④
②
流动性
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质分子
①
1.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
2.下列哪种膜结构能通过生物大分子（　）　
A 细胞膜 B 核膜 C 线粒体膜 D 叶绿体膜
　3.在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两
种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上
（如下图）。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细
胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；
但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面
了。请分析回答下面的问题。
细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__________分子是可
以运动的，由此也证明了细胞膜具有__________的特点。
蛋白质
流动性
蛋白质
流动性
1、生物膜中除了含有磷脂和蛋白质分子外，还有其它物质吗？请你课后搜索这方面的信息。
2、尝试用身边的材料制作生物 膜模型。
作业：P69 第一题
课外探究与制作
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜