生物必修一生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

第2節(jié)生物膜流動(dòng)鑲嵌模型第四章細(xì)胞物質(zhì)輸入和輸出1/57細(xì)胞膜功效？1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間信息交流結(jié)構(gòu)功能2/57一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程3/57問題1膜組成成份是什么？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程4/57

時(shí)間：

人物：

試驗(yàn)：

提出假說：資料一膜是由脂質(zhì)組成.19世紀(jì)末歐文頓（E.Overton）用500各種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次通透性試驗(yàn).不溶于脂質(zhì)物質(zhì)溶于脂質(zhì)物質(zhì)細(xì)胞膜不溶于脂質(zhì)物質(zhì)溶于脂質(zhì)物質(zhì)一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程5/57

試驗(yàn)：

提出假說：資料二細(xì)胞膜組成中有蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家在試驗(yàn)中發(fā)覺：細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶(能專一地分解蛋白質(zhì)物質(zhì))分解。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程6/57

時(shí)間：試驗(yàn)：

資料三20世紀(jì)初科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞分離出來，并進(jìn)行了化學(xué)分析,確定細(xì)胞膜主要成份是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。膜主要成份是脂質(zhì)和蛋白質(zhì).組成膜脂質(zhì)中磷脂含量最多.另外，還含有少許糖類。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程7/57問題2這些成份在膜中怎樣排列呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程8/57磷酸脂肪酸親水頭部疏水尾部一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程磷脂分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：9/57畫出下面兩種情況下磷脂排布情況：

①在空氣－水界面上②完全浸沒在水中。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程10/57

時(shí)間：

人物：

試驗(yàn)：

結(jié)論：資料四細(xì)胞膜中磷脂排列為連續(xù)兩層1925年荷蘭科學(xué)家從人紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層。測(cè)得單分子層面積是紅細(xì)胞表面積2倍。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程11/57雙層磷脂分子是怎樣排布組成生物膜結(jié)構(gòu)呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程12/57雙層磷脂分子是怎樣排布組成生物膜結(jié)構(gòu)呢？A

B

C水水一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程13/57

時(shí)間：

人物：

試驗(yàn)：

提出假說：

資料五1959年羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下觀察細(xì)胞膜。生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”組成三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)（三明治模型）。小資料：當(dāng)電子束照射被檢驗(yàn)樣品，因?yàn)殡娮优c不一樣物質(zhì)產(chǎn)生碰撞時(shí)，產(chǎn)生不一樣散射度。蛋白質(zhì)電子密度高，故顯微鏡下顯示暗帶，磷脂分子電子密度低，則顯示亮帶。細(xì)胞膜由“暗-亮-暗”三層結(jié)構(gòu)組成。三明治模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程14/57(白細(xì)胞吞噬病毒過程)15/57

時(shí)間：

試驗(yàn)：

結(jié)論：

資料六1970年熒光染料標(biāo)識(shí)人和鼠細(xì)胞表面蛋白質(zhì)后，將兩種細(xì)胞融合膜上蛋白質(zhì)能夠運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞膜含有一定流動(dòng)性人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)識(shí)膜蛋白誘導(dǎo)融合40分鐘后370C一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程16/5717/57時(shí)間：人物：提出：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程18/57二、流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容1、基本支架為（），2、蛋白質(zhì)（）

3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

。磷脂雙分子層有鑲在磷脂雙分子層表面，有部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有貫通整個(gè)磷脂雙分子層。含有一定流動(dòng)性二、流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容19/57糖被功效：

保護(hù)和潤(rùn)滑細(xì)胞識(shí)別（細(xì)胞間信息交流）P68二、流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容20/57制作概念圖：二、流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容21/57制作概念圖：生物膜含有一定流動(dòng)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子主要成份基本支架三種位置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)含有流動(dòng)性大多數(shù)分子運(yùn)動(dòng)脂質(zhì)鑲在…表面嵌入…中貫通整個(gè)…二、流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容22/571、據(jù)研究發(fā)覺，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較輕易優(yōu)先經(jīng)過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜含有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂反饋23/573.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著親密關(guān)系化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸2.以下哪一個(gè)膜結(jié)構(gòu)能經(jīng)過生物大分子（）A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜D葉綠體膜24/574.變形蟲任何部位都能伸出偽足，人體一些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程完成都依賴于細(xì)胞膜（）A保護(hù)作用B一定流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過性25/575、一分子CO2從葉肉細(xì)胞線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，進(jìn)入該細(xì)胞葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過磷脂分子層層數(shù)是（）A6B8C12D1626/57謝謝各位！27/57磷脂分子流動(dòng)性:28/57返回29/571、膜組成成份：

主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少許糖類．2、膜基本支架:

磷脂雙分子層.（其中磷脂分子親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）3、蛋白質(zhì)分子位置:

蛋白質(zhì)分子有鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。（表達(dá)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外不對(duì)稱性）30/57假說科學(xué)試驗(yàn)科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末1925年1959年1970年1972年膜是由脂質(zhì)組成生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜含有流動(dòng)性在新觀察和試驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上弗雷和埃迪登桑格和尼克森對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程用500各種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次通透性試驗(yàn)，發(fā)覺脂質(zhì)更輕易經(jīng)過細(xì)胞膜從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，面積是細(xì)胞膜2倍電鏡下看到細(xì)胞膜有“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)組成分別用綠色和紅色熒光染料標(biāo)識(shí)兩種細(xì)胞蛋白質(zhì)，并將兩細(xì)胞融合，發(fā)覺熒光均勻分布細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)兩層流動(dòng)鑲嵌模型31/57

試驗(yàn)：

試驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)論：資料二細(xì)胞膜組成中有蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。（一直蛋白酶能專一性催化蛋白質(zhì)分解）細(xì)胞膜被破壞32/571.生物膜流動(dòng)鑲嵌模型是不就完美無缺？生物膜流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺。2.縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型探索過程，試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)步所起到怎樣作用？

試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)步起到了關(guān)鍵性推進(jìn)作用。思索：3.分析生物膜模型建立過程,你受到什么啟示?33/57答案:科學(xué)研究是要在試驗(yàn)和觀察基礎(chǔ)上,經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)推理和大膽想像,提出假說,再經(jīng)過試驗(yàn)深入驗(yàn)證假說。科學(xué)發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)久過程,包括到許多科學(xué)家辛勤工作.科學(xué)研究依賴于科學(xué)進(jìn)步,科學(xué)進(jìn)步了,就能夠得到更多數(shù)據(jù).科學(xué)家觀點(diǎn)并不全是真理,還必須經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證;科學(xué)學(xué)說不是一成不變,需要不停完善.34/571.據(jù)研究發(fā)覺，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較輕易優(yōu)先經(jīng)過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜含有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂練習(xí)35/572、異體器官移植手術(shù)往往極難成功。最大障礙就是異體細(xì)胞間排斥，這主要是因?yàn)榧?xì)胞膜含有識(shí)別作用。這種生理功效結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是（）A細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組成B細(xì)胞膜表面有糖蛋白C細(xì)胞膜含有一定流動(dòng)性D細(xì)胞膜含有選擇透過性B36/573、變形蟲任何部位都能伸出偽足，人體一些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程完成都依賴于細(xì)胞膜（）A保護(hù)作用B一定流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過性B4、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著親密關(guān)系化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸A37/57“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治結(jié)構(gòu)模型有什么不足？把生物膜描述為靜態(tài)剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功效多樣性相矛盾.變形蟲變形運(yùn)動(dòng)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離白細(xì)胞吞噬病菌38/57流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層組成膜基本支架。2、蛋白質(zhì)分子或鑲嵌，或全部，部分嵌入，或橫跨磷脂雙分子層。3、生物膜含有一定流動(dòng)性。4、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成糖蛋白，叫做糖被。5、除糖蛋白外，細(xì)胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成糖脂。39/57糖蛋白細(xì)胞膜上糖分布在細(xì)胞膜外表面，主要與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。細(xì)胞膜外側(cè)許多糖蛋白組成一層結(jié)構(gòu)叫做糖被。糖被：含有保護(hù)和潤(rùn)滑、與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間信息傳遞等功效。40/57親水頭部疏水尾部磷酸“頭”部是親水，脂肪酸“尾”部是疏水。41/57時(shí)間：人物：提出：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型42/57流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層組成膜基本支架。2、蛋白質(zhì)分子或鑲嵌，或全部，部分嵌入，或橫跨磷脂雙分子層。3、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子能夠運(yùn)動(dòng)---生物膜含有一定流動(dòng)性)4、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成糖蛋白，叫做糖被。5、除糖蛋白外，細(xì)胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成糖脂?；脽羝?2特點(diǎn)43/57

時(shí)間：

人物：

試驗(yàn)：

資料三為何會(huì)出現(xiàn)這種試驗(yàn)現(xiàn)象呢？1917年（在Gorter和Grendel之前）朗姆瓦（Langumuier）將磷脂溶于苯和水中，當(dāng)苯揮發(fā)完后，磷脂分子分布散亂，經(jīng)過推擠，磷脂分子排列成了單層，而且每個(gè)分子一段浸入水中，另一端浮于水面。

單層磷脂分子在空氣——水界面上是怎樣排布呢？44/57標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴漏斷裂面。冰凍蝕刻電子顯微法蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中分布是不對(duì)稱45/57假說科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末20世紀(jì)初1959年1970年1972年膜是由脂質(zhì)組成生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜含有流動(dòng)性弗雷和埃迪登桑格和尼克森對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)兩層流動(dòng)鑲嵌模型46/57對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程19世紀(jì)末，歐文頓試驗(yàn)和推論：膜是由

組成；20世紀(jì)初，科學(xué)家化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由

組成；1959年羅伯特森提出“三明治”結(jié)構(gòu)模型：全部生物膜都

由

三層結(jié)構(gòu)；1970年，熒光標(biāo)識(shí)小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗(yàn)，指出細(xì)胞膜含有

；1972年，桑格和

提出了

。脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)流動(dòng)性尼克森流動(dòng)鑲嵌模型鞏固：47/57對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程：1、19世紀(jì)末，歐文頓提出：膜由

組成；2、20世紀(jì)初，化學(xué)分析得出：膜成份是

和

；3、1925年，荷蘭科學(xué)家得出：脂質(zhì)分子是

；4、1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出：

三分層結(jié)構(gòu)；5、1970年，用熒光標(biāo)識(shí)技術(shù)證實(shí)：膜含有

性；6、1972年，桑格和尼克森提出：

模型。48/572.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜成份進(jìn)行提取、分離和判定嗎？有必要，經(jīng)過判定能更準(zhǔn)確地說明問題3.那為何一開始不直接對(duì)膜成份進(jìn)行提取、分離和判定呢？當(dāng)初技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成，是經(jīng)過對(duì)現(xiàn)象推理分析還是經(jīng)過膜成份提取和判定？從生理功效上入手，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)象推理