生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)（課堂PPT）

1、1.1.生物膜的組成成分是什么生物膜的組成成分是什么? ? 2.2.生物膜中基本支架是什么生物膜中基本支架是什么? ?蛋白質(zhì)分子以哪些蛋白質(zhì)分子以哪些方式分布其中方式分布其中? ?3.3.生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么? ?高中生物人教版必修一高中生物人教版必修一 第四章第四章 高一年級(jí)高一年級(jí) 第二節(jié)第二節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 平陰縣第一中學(xué)平陰縣第一中學(xué) 高文寶高文寶丁衛(wèi)萍丁衛(wèi)萍是誰是誰, ,隔開了原始海洋的動(dòng)蕩隔開了原始海洋的動(dòng)蕩, ,是誰是誰, ,為我日夜守邊防為我日夜守邊防, ,是誰是誰, ,為我傳信報(bào)安康。為我傳信報(bào)安康。沒有你沒有你, ,我我一

2、個(gè)小小的細(xì)胞一個(gè)小小的細(xì)胞會(huì)是何等模樣會(huì)是何等模樣? ? 19世紀(jì)末，歐文頓（世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）用植物細(xì)）用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用500多種化多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的研究，學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過細(xì)胞膜；而非脂溶性發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過細(xì)胞膜；而非脂溶性分子則難以通過分子則難以通過。 一、閱讀資料一、閱讀資料 分析結(jié)構(gòu)成分分析結(jié)構(gòu)成分資料資料1 1：脂質(zhì)脂質(zhì)提出假說提出假說膜是由膜是由 組成的組成的 20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將細(xì)胞膜從哺乳世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物

3、的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶（能專被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。 得出結(jié)論得出結(jié)論: :膜的主要成分是膜的主要成分是 和和 . . 脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)資料資料2 2：一、閱讀資料一、閱讀資料 分析結(jié)構(gòu)成分分析結(jié)構(gòu)成分磷脂分子磷脂分子 1925年，荷蘭科學(xué)家年，荷蘭科學(xué)家E.Gorter和和F.Grendel用丙酮分離出了哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì)用丙酮分離出了哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì)膽堿膽堿磷酸磷酸甘油甘油脂肪酸脂肪酸親水頭部親水頭部疏水尾部疏水

4、尾部在空氣在空氣水水 界面上鋪展成單分子層界面上鋪展成單分子層二、利用教具二、利用教具 建立結(jié)構(gòu)模型建立結(jié)構(gòu)模型資料資料3 3：測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍倍。 得出結(jié)論：得出結(jié)論：膜中脂質(zhì)分子必然排列為膜中脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層 1925年，荷蘭科學(xué)家年，荷蘭科學(xué)家E.Gorter和和F.Grendel用丙酮分離出了哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì)用丙酮分離出了哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì)在空氣在空氣水水 界面上鋪展成單分子層界面上鋪展成單分子層二、利用教具二、利用教具 建立結(jié)構(gòu)模型建立結(jié)構(gòu)模型資料資料3 3：11資料資料4 ：1959

5、1959年羅伯特森實(shí)驗(yàn)?zāi)炅_伯特森實(shí)驗(yàn)在電子顯微鏡下看到了細(xì)胞在電子顯微鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗膜清晰的暗- -亮亮- -暗三層結(jié)構(gòu)暗三層結(jié)構(gòu)二、利用教具二、利用教具 建立結(jié)構(gòu)模型建立結(jié)構(gòu)模型生物膜是生物膜是靜態(tài)靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)提出模型：提出模型：所有所有生物膜都是生物膜都是“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)”構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)，構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)，資料資料4：1959年羅伯特森實(shí)驗(yàn)?zāi)炅_伯特森實(shí)驗(yàn)二、利用教具二、利用教具 建立結(jié)構(gòu)模型建立結(jié)構(gòu)模型16“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三明治模型三明治模型觀察發(fā)現(xiàn)：觀察發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)不是全部蛋白質(zhì)不是全部鑲在鑲在脂質(zhì)表面脂質(zhì)表面 資料資料5：20世

6、紀(jì)世紀(jì)60年代年代冰凍蝕刻、電子掃描顯微法冰凍蝕刻、電子掃描顯微法有些蛋白質(zhì)有些蛋白質(zhì)嵌入嵌入或者或者貫穿貫穿雙分子層雙分子層二、利用教具二、利用教具 建立結(jié)構(gòu)模型建立結(jié)構(gòu)模型小鼠肝細(xì)胞膜冰凍蝕刻的電鏡照片小鼠肝細(xì)胞膜冰凍蝕刻的電鏡照片技術(shù)簡介技術(shù)簡介標(biāo)本用干冰等冰標(biāo)本用干冰等冰凍后用冷刀斷開，凍后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂升溫后暴露斷裂面面冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察的蛋白質(zhì)分布模型冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察的蛋白質(zhì)分布模型人細(xì)胞人細(xì)胞鼠細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記熒光標(biāo)記 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)4040分鐘后分鐘后370C細(xì)胞細(xì)胞融合融合雜交細(xì)胞雜交細(xì)胞三、學(xué)習(xí)技術(shù)三、學(xué)習(xí)技術(shù) 體驗(yàn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)體驗(yàn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)資料資料6 6：人：

7、人- -鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登熒光染料標(biāo)記（蛋白質(zhì)）技術(shù)熒光染料標(biāo)記（蛋白質(zhì)）技術(shù)資料資料6 6：人：人- -鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 Edidin )Edidin )熒光染料標(biāo)記技術(shù)熒光染料標(biāo)記技術(shù)三、學(xué)習(xí)技術(shù)三、學(xué)習(xí)技術(shù) 體驗(yàn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)體驗(yàn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 生物膜的探索歷程生物膜的探索歷程 1。19世紀(jì)末世紀(jì)末 歐文頓歐文頓 脂溶性物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜脂溶性物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜 結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的 2。20世紀(jì)初世紀(jì)初 分離哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的膜

8、分離哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的膜 結(jié)論：膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成結(jié)論：膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成 3。1925年年 兩位荷蘭科學(xué)家兩位荷蘭科學(xué)家 磷脂單分子層面積膜磷脂單分子層面積膜 面積面積2倍倍 結(jié)論：脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層結(jié)論：脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層 4。1959年年 羅伯特森羅伯特森 電子顯微觀察電子顯微觀察 結(jié)論：蛋白質(zhì)結(jié)論：蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu) 5。1970 人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性構(gòu)成特點(diǎn)結(jié)構(gòu)分布主要成分生物膜資料資料7：1972年桑格和尼克森年桑格和尼克森 創(chuàng)新提出創(chuàng)新提出流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型磷

9、磷脂脂蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)流動(dòng)性流動(dòng)性貫貫穿穿鑲鑲在在嵌嵌入入基本基本支架支架四、歸納創(chuàng)新四、歸納創(chuàng)新 掌握流動(dòng)鑲嵌模型掌握流動(dòng)鑲嵌模型四、歸納創(chuàng)新四、歸納創(chuàng)新 掌握流動(dòng)鑲嵌模型掌握流動(dòng)鑲嵌模型思考：思考：流動(dòng)鑲嵌模型是不是已經(jīng)完美無缺？流動(dòng)鑲嵌模型是不是已經(jīng)完美無缺？糖被糖被：在細(xì)胞膜的在細(xì)胞膜的 ，由細(xì)胞膜上的，由細(xì)胞膜上的 與與 結(jié)合形成的糖蛋白，具有保護(hù)與潤滑、結(jié)合形成的糖蛋白，具有保護(hù)與潤滑、參與參與 等作用。等作用。 外表外表蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖類糖類細(xì)胞表面的識(shí)別細(xì)胞表面的識(shí)別20032003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美國科學(xué)家，這是自國科學(xué)家，

10、這是自19911991年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果。給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果。皮特皮特阿格雷阿格雷羅德里克羅德里克麥金農(nóng)麥金農(nóng)2011年年10月月3日，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國日，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家布魯斯科學(xué)家布魯斯博伊特勒、法國籍科學(xué)家朱爾斯博伊特勒、法國籍科學(xué)家朱爾斯霍霍夫曼，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜上參與免疫的關(guān)夫曼，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜上參與免疫的關(guān)鍵鍵“受體蛋白質(zhì)受體蛋白質(zhì)”。 布魯斯布魯斯博伊特勒博伊特勒 朱爾斯朱爾斯霍夫曼霍夫曼小結(jié)：概念圖基本支架基本支架具有流動(dòng)性具有流動(dòng)性有的橫跨整個(gè)磷有的橫跨整個(gè)磷脂雙分

11、子層脂雙分子層生物膜生物膜大多數(shù)可以運(yùn)動(dòng)大多數(shù)可以運(yùn)動(dòng)生物膜具有結(jié)構(gòu)特性生物膜具有結(jié)構(gòu)特性: 磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂部分鑲在磷脂雙分子層表面雙分子層表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中流動(dòng)性流動(dòng)性成分成分 學(xué)習(xí)感悟：學(xué)習(xí)感悟：縱觀該模型的發(fā)現(xiàn)發(fā)展史，哪些因素推動(dòng)了生物縱觀該模型的發(fā)現(xiàn)發(fā)展史，哪些因素推動(dòng)了生物 膜流動(dòng)鑲嵌模型這一發(fā)現(xiàn)的不斷發(fā)展和深入？膜流動(dòng)鑲嵌模型這一發(fā)現(xiàn)的不斷發(fā)展和深入？科技發(fā)展帶來的更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)科技發(fā)展帶來的更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究方法嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究方法正確的研究指導(dǎo)思想正確的研究指導(dǎo)思想生物學(xué)現(xiàn)象生物學(xué)現(xiàn)

12、象提出問題提出問題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證做出假設(shè)做出假設(shè)修正補(bǔ)充修正補(bǔ)充提出新學(xué)說提出新學(xué)說結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)堅(jiān)持不懈、前赴后繼的研究精神堅(jiān)持不懈、前赴后繼的研究精神 新的理論新的理論 1 1細(xì)胞膜經(jīng)脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理后細(xì)胞膜經(jīng)脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理后溶解，由此推斷，細(xì)胞膜的化學(xué)成分主溶解，由此推斷，細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是要是 A A水水 B B脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì) C C多糖多糖 D D核酸核酸2 2使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因是是 A A磷脂是疏水性的磷脂是疏水性的 B B磷脂是親水性的磷脂是親水性的 C C磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 D D磷

13、脂既是疏水性的又是親水性的磷脂既是疏水性的又是親水性的3.3.細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中，蛋白質(zhì)分子細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中，蛋白質(zhì)分子分布在分布在 A A僅在內(nèi)表面僅在內(nèi)表面 B B僅在兩層之間僅在兩層之間 C C僅在內(nèi)表面與外表面僅在內(nèi)表面與外表面 D D兩層之間、內(nèi)表面與外表面都有兩層之間、內(nèi)表面與外表面都有 4 4生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是： 以磷脂雙分子層為基本支架以磷脂雙分子層為基本支架 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂質(zhì)脂質(zhì)- -蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu) 靜止的靜止的 流動(dòng)的流動(dòng)的 A A B B C C D D 5 5若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，靜置鋪展后，分布模式應(yīng)是的容器中，靜置鋪展后，分布模式應(yīng)是 6.6.白細(xì)胞能夠吞噬細(xì)菌、變形蟲能做變白細(xì)胞能夠吞噬細(xì)菌、變形蟲能做變形運(yùn)動(dòng)，其原理是形運(yùn)動(dòng)，其原理是 A A細(xì)胞膜的選擇透過性細(xì)胞膜的選擇透過性 B B細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性 C C細(xì)胞的自我保護(hù)作用細(xì)胞的自我保護(hù)作用 D D細(xì)胞膜的識(shí)別作用細(xì)胞膜的識(shí)別作用填空題填空題右圖是生物膜的結(jié)構(gòu)模型右圖是生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖示意圖，請(qǐng)回答：，請(qǐng)回答：（1 1）圖中）圖中a a代表的是代表的是 ，構(gòu)成了生物膜，構(gòu)成了生物膜 的的 。（2 2）圖中）圖中b b代表的是代表的是 ，有些，有些b