人教版高中生物必修一 4.2细胞膜的流动镶嵌模型 课件(27张ppt)

(共27张PPT)
第二节
生物膜的
流动镶嵌模型
物质跨膜运输的特点：
1.水分子可以
自由通过；
2.细胞要选择吸收的离子和小分子
；
3.其他的离子、小分子和大分子
。
结论：
细胞膜和其他生物膜都是
。
回顾
顺浓度梯度
可以通过
不能通过
选择透过性膜
提问：
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？
细胞膜的组成成分及其比例，各种成分在细胞膜中的分布情况。
1
对细胞膜主要化学成分的探索
对生物膜结构的探索历程（以细胞膜为例）
资料一
资料二
2
构建细胞膜分子结构模型
资料三
细胞膜中的脂质排列为连续的两层
资料五
蛋白质—脂质—蛋白质三层静态结构
资料六
蛋白质可深入脂双层且分布不均匀
资料七
细胞膜具有一定的流动性
流动镶嵌模型
脂质、蛋白质
资料四
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
●
●
●
●
●
●
●
●
时间：19世纪末（1895年）
实验：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，发现可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
探索细胞膜的主要化学成分
（资料一）
提出：膜是由脂质组成的。
红细胞的细胞膜
探索细胞膜的主要化学成分
时间：20世纪初
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分　　　　　离出来,发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，还可以被蛋白酶分解。
（资料二）
提出：膜的主要成分是脂质和蛋白质。
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。
构建细胞膜结构模型（磷脂的排布）
（资料三）
疏水
尾部
头部
亲水
思考：
　　　　结合磷脂分子的结构特点和所处环境，讨论画出单层磷脂分子在空气——水界面的排列方式。
时间：1917年
实验：朗姆瓦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。
讨论：
　若用玻璃棒搅动，磷脂分子会进入水中，聚集形成许多小球状脂滴，请同学们相互讨论思考磷脂分子是如何排布形成脂滴的？
根据细胞膜所处的内外环境，你认为细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列？
时间：1925年
实验：荷兰科学家戈特和格伦德用丙酮（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（磷脂）分子排列为连续的两层。
（资料四）　
构建细胞膜结构模型（磷脂的排布）
时间：1959年
实验：罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的
暗—亮—暗的三层结构。
小资料(关于电镜成像)
电子束照射大分子物质散射度高，呈暗带；照射小分子物质，散射度低，呈亮带。
构建细胞膜结构模型（蛋白质的排布）
（资料五）
罗伯特森观点：
①蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧，所有膜厚度相同。
②蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。
单位膜模型：“蛋白质—脂质—蛋白质”静态模型
暗
亮
暗
“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
变形虫的变形运动
白细胞吞噬病菌
时间：1970年
实验：科学家将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标计细胞表面蛋白质，诱导两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光均匀分布。
（资料六）
探究细胞膜的结构特性
冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
标本用干冰（液氮）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
镶在
贯穿
嵌入
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片
冰冻蚀刻电子显微法
（资料七）
细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫糖被。具有保护、润滑、细胞识别等作用。
流动镶嵌模型的基本内容:
1、生物膜的组成：
2、生物膜的基本骨架：
3、蛋白质分子存在形态：
4、生物膜的结构特点：
主要由蛋白质和脂质组成
（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）
有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。
（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
磷脂双分子层
流动性
模型建构的基本方法
实验现象
提出假说
构建模型
实验验证
科技进步
修正完善
1.生物膜的流动镶嵌模型是不就完美无缺？
生物膜的流动镶嵌模型并不是完美无缺的。科学的
研究是无止境的，后来科学家们又陆续提到了几种
观点，是对流动镶嵌模型的补充、完善和充实。
2.纵观整个建立生物膜模型的探索过程，思考是什么推动对生物膜认识的不断深入？
实验技术的进步起到了关键性的推动作用；
科学家们坚持不懈的探索精神；
科学思想的指导：结构决定功能。
思考：
结构与功能相适应
细胞膜的结构和功能
结构
功能
要点
磷脂双分子层
蛋白质
覆盖镶嵌贯穿
糖蛋白(糖被)
特点
具有一定的流动性
将细胞与外界分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
相适应
练习
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双分子层为基本骨架
D
细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
2.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（
）
A
糖蛋白
B
磷脂
C
脂肪
D
核酸
3.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（
）
A
5
B
6
C
7
D
8
4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（
）
A
保护作用
B
一定的流动性
C
主动运输
D
选择透过性