人教版教學(xué)賽課生物膜的流動鑲嵌模型新人教版必修

人教版教學(xué)賽課生物膜的流動鑲嵌模型新人教版必修第1頁/共43頁2023/3/192教學(xué)目標(biāo)

1、簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2、探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進步所起的作用。3、探討在建立生物膜模型的過程中，如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。

第2頁/共43頁問題探討塑料袋普通布彈力布用哪種材料做細胞膜更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？細胞膜具有：1.屏障分隔作用2.控制物質(zhì)進出細胞（選擇透過性）3.進行細胞間的信息交流彈力布能完全表現(xiàn)細胞膜的功能嗎？結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點第3頁/共43頁2023/3/194自學(xué)指導(dǎo)

預(yù)習(xí)自學(xué)教材P65----P67，完成《同步學(xué)案》P57【基礎(chǔ)梳理】并思考以下問題（四分鐘）①縱觀整個人們建立生物膜模型的探索過程，實驗技術(shù)的進步起到了怎樣的作用？②分析生物膜模型的建立過程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點是如何體現(xiàn)的？③

你能說出流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容嗎？④通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，你對科學(xué)過程和方法有哪些感悟？比比誰的思維更準(zhǔn)確、更全面、更深刻！第4頁/共43頁2023/3/195科學(xué)探究的一般過程（分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論）提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗分析結(jié)果表達與交流設(shè)計方案（按預(yù)定方案進行實驗）（總結(jié)，寫實驗報告并適當(dāng)交流）預(yù)期結(jié)果由于受到實驗技術(shù)和設(shè)備等的限制，提出假說是科研領(lǐng)域一種非常重要且廣泛使用的方法——

也就是“依據(jù)實驗現(xiàn)象→嚴(yán)謹(jǐn)推理和大膽想象→提出假說→實驗驗證完善”的探究過程第5頁/共43頁2023/3/196時間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓(E.Overton）相似相溶原理資料1假說：膜是由脂質(zhì)組成的不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜第6頁/共43頁20世紀(jì)初，科學(xué)家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：資料2膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？問題：第7頁/共43頁單位膜模型的提出小資料想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水空氣疏水“尾部”第8頁/共43頁資料三1925年Gorter和Grendel用丙酮（一種有機溶劑）從一定數(shù)量的紅細胞中抽提脂類，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍結(jié)論——脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層GORTER脂單分子層=2×第9頁/共43頁2023/3/1910請同學(xué)們每兩人一組，合作探究磷脂雙分子層最可能的的排布方式。第10頁/共43頁2023/3/1911水水D水水E水C水水水A水B水細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測第11頁/共43頁透射電子顯微鏡（REM）單位膜模型的提出1959年，羅伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。資料四蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型（靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)）第12頁/共43頁單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象第13頁/共43頁2023/3/1914請同學(xué)們合作探究蛋白質(zhì)分子在生物抹上的存在方式。第14頁/共43頁跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技術(shù)帶來新模型蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的科學(xué)家關(guān)于蛋白質(zhì)在細胞膜上存在的三種方式的概括：在膜表面嵌在膜中穿透膜第15頁/共43頁新技術(shù)帶來新模型用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記技術(shù)37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？膜上的蛋白質(zhì)具有流動性第16頁/共43頁新技術(shù)帶來新模型①側(cè)向擴散運動；②旋轉(zhuǎn)運動；③擺動運動小資料磷脂分子的運動生物膜具有流動性第17頁/共43頁2023/3/1918已有的科學(xué)認(rèn)識1、膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。2、脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層，且頭部朝外、尾部朝內(nèi)。3、蛋白質(zhì)在生物膜上的存在有三種方式：在膜表面、嵌在膜中、穿透膜。4、生物膜具有流動性（磷脂雙分子層和大多數(shù)的蛋白質(zhì)是可以運動的）第18頁/共43頁2023/3/1919時間：人物：提出：1972年桑格和尼克森流動鑲嵌模型第19頁/共43頁2023/3/1920流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。2、蛋白質(zhì)分子鑲嵌、貫穿或覆蓋在磷脂雙分子層上，體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)的不對稱性。3、生物膜具有流動性（磷脂雙分子層具有流動性，大多數(shù)的蛋白質(zhì)也是可以運動的）。4、細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被（糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有密切聯(lián)系）

。第20頁/共43頁2023/3/1921時間和人物歷史事件歷史結(jié)論

多種物質(zhì)對膜通透性實驗對紅細胞膜化學(xué)分析紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面積的兩倍電鏡下膜呈“暗—亮—暗”三層結(jié)構(gòu)——單位模模型蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)人、鼠細胞融合實驗。新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)膜具流動性流動鑲嵌模型1972，桑格和尼克森1970年1959年，羅伯特森1925年，兩位荷蘭科學(xué)家20世紀(jì)初19世紀(jì)末歐文頓列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程第21頁/共43頁生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？？？？第22頁/共43頁

2003年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研究細胞膜的美國科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們在細胞膜物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I。不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型第23頁/共43頁新技術(shù)帶來新模型技術(shù)的不斷改進和創(chuàng)新，一定讓你對膜有了新的認(rèn)識……課下實踐作業(yè)——嘗試制作細胞膜模型做一做第24頁/共43頁2023/3/1925據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（）A細胞膜具有一定流動性B細胞膜是選擇透過性C細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子第一關(guān)C隨堂闖關(guān)第25頁/共43頁2023/3/1926細胞膜上與細胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸第二關(guān)A隨堂闖關(guān)第26頁/共43頁8.一位細胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時，細胞膜的厚度變小而表面積增大。變形蟲能做變形運動。下列各項中，與這些現(xiàn)象有關(guān)的是()A.細胞膜的選擇透過性B.細胞膜的流動性

C.細胞膜的生理特性D.細胞膜的功能特征B隨堂闖關(guān)第三關(guān)第27頁/共43頁2023/3/19284．在人和鼠的細胞融合實驗中，用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體，使之分別結(jié)合到鼠和人的細胞膜表面抗原物質(zhì)上（如下圖）。實驗結(jié)果表明，細胞開始融合時，人、鼠細胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細胞的表面了。請分析回答下面的問題。（1）細胞融合的實驗表明了組成細胞膜的__________分子是可以運動的，由此也證明了細胞膜具有__________的特點。

蛋白質(zhì)流動性隨堂闖關(guān)第四關(guān)第28頁/共43頁2023/3/1929思考題：1、縱觀人們建立生物膜模型的探索過程，你能談?wù)剬嶒灱夹g(shù)的進步起到怎樣的作用？

在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進步起到了關(guān)鍵性的推動作用。第29頁/共43頁2023/3/19302、建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是如何得到體現(xiàn)的？在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點始終引導(dǎo)人們不斷實踐、認(rèn)識，再實踐、再認(rèn)識；使人類一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。第30頁/共43頁2023/3/1931

3、分析生物膜模型的建立過程，你受到什么啟示？第31頁/共43頁第32頁/共43頁2023/3/1933返回第33頁/共43頁小結(jié)：概念圖基本支架具有流動性有的橫跨整個磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運動生物膜具有結(jié)構(gòu)特性:

磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂雙分子層表面部分或全部嵌入磷脂雙分子層中流動性成分第34頁/共43頁某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請你回答下列問題：（1）應(yīng)選取人的哪種細胞做實驗（）

A．神經(jīng)細胞B．口腔上皮細胞C．成熟的紅細胞D．白細胞（2）將選取的上述材料放入

，由于滲透作用，一段時間后細胞將破裂，然后再用

法獲得純凈的細胞膜。（3）若將細胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬?，下列能正確反應(yīng)其分布的圖是（）

（4）脂質(zhì)單分子層的面積是細胞表面積的2倍，說明

。CA蒸餾水離心磷脂分子在細胞膜中成雙層排列知識闖關(guān)：最后一關(guān)第35頁/共43頁現(xiàn)象觀察：19世紀(jì)末，歐文頓發(fā)現(xiàn)

物質(zhì)更容易透過細胞膜。提出假說：

。實驗證明：20世紀(jì)初，對膜的化學(xué)分析結(jié)果指出膜主要由

和

組成。提出問題：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？實驗探究：

1925年荷蘭科學(xué)家測得膜單分子層恰為紅細胞表面積的2倍，提出

.1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生物膜都由

三層結(jié)構(gòu)。提出新問題：如果膜是靜態(tài)的，細胞的一些復(fù)雜功能有怎樣解釋呢？組織新探究：1970年，熒光標(biāo)記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有

。1972年，桑格和尼克森提出了

。回顧：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程溶于脂質(zhì)的膜是由脂質(zhì)組成脂質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動性流動鑲嵌模型第36頁/共43頁2023/3/1937當(dāng)年科學(xué)家正是帶著物質(zhì)跨膜運輸為什么具有選擇透過性等一系列問題開始了對生物膜結(jié)構(gòu)的不懈地探索，歷經(jīng)了一百多年時間，直到現(xiàn)在仍有許多科學(xué)家還在繼續(xù)深入研究。

下面就讓我們帶著同樣的疑問，穿越時空隧道親歷科學(xué)家探索的歷程，探究生物膜的結(jié)構(gòu)。第37頁/共43頁20