高中生物-第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型教學(xué)課件設(shè)計(jì)

第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)習(xí)目標(biāo)1、生物膜結(jié)構(gòu)的研究是立足于生物膜所具有的功能上開展的，通過探究，樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辯證唯物主義自然觀。2、在探討建立生物膜模型的過程中，了解實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)發(fā)展中的作用，從而增強(qiáng)為振興中華而努力學(xué)習(xí)的使命感和責(zé)任感。3、通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，分析科學(xué)家們的探索歷程，能夠切身感受科學(xué)探索的道路是曲折的，能夠尊重科學(xué)，用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)，樹立辨證的科學(xué)觀。一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程

通過前面的學(xué)習(xí)，我們對生物膜有了初步的了解。今天，讓我們沿著科學(xué)家的足跡，感受科學(xué)探索的歷程吧！細(xì)胞內(nèi)的每一種結(jié)構(gòu)都是由化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成的，那么細(xì)胞膜具有什么樣的組成成分呢？問題一：細(xì)胞膜的組成成分是什么？細(xì)胞膜的通透性實(shí)驗(yàn)時(shí)間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓（E.Overton）

實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：

提出假說：資料一：

(根據(jù)相似相溶原理。)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜膜是由脂質(zhì)組成的資料二：

實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質(zhì)的分解）

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：做出假設(shè)：細(xì)胞膜被破壞。細(xì)胞膜的成分中含有蛋白質(zhì)。綜上所述，生物膜是由和組成的。脂質(zhì)蛋白質(zhì)想一想資料一和資料二科學(xué)家都是通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行的推理分析，為什么不直接對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)技術(shù)對科學(xué)研究具有重要的推動作用！資料三：時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家對哺乳動物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜進(jìn)行了化學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：確定細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。紅細(xì)胞的細(xì)胞膜問題二：這些物質(zhì)是如何組成膜的呢？生物膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，那么，時(shí)間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，資料四：磷脂分子經(jīng)檢驗(yàn)證明：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)主要是指磷脂。磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸頭部是親水的，脂肪酸尾部是疏水的。尾部頭部親水疏水

于是，我們可以將磷脂分子在空氣—水界面上鋪展成單分子層！思考：親水性頭部疏水性尾部

水

將磷脂分子在空氣—水界面上鋪展成單分子層時(shí)，磷脂分子的頭尾將如何排布？合作探究1空氣時(shí)間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)：資料四：？單層分子的面積是細(xì)胞膜的2倍。提出假說：細(xì)胞膜中的磷脂分子是雙層排布的。思考：

細(xì)胞膜中的磷脂分子是怎樣排列成兩層的呢？請大家自己動手制作模型。合作探究2合作探究2資料補(bǔ)充：1.體內(nèi)細(xì)胞生活在液體環(huán)境中。2.細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要成分也是水。即：細(xì)胞內(nèi)外都是液體環(huán)境！細(xì)胞外：液體環(huán)境細(xì)胞內(nèi)：液體環(huán)境親水性頭部疏水性尾部

合作探究2細(xì)胞外水環(huán)境合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：細(xì)胞內(nèi)水環(huán)境細(xì)胞外水環(huán)境合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：問題三：蛋白質(zhì)和磷脂的位置關(guān)系又是怎樣的呢？生物膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，其中磷脂分子是雙層排布的。時(shí)間：1959年人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）

實(shí)驗(yàn)：用超薄切片技術(shù)獲得清晰的細(xì)胞膜電鏡照片，顯示暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)。資料五：小資料(關(guān)于電鏡成像)電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。時(shí)間：1959年人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）

實(shí)驗(yàn)：用超薄切片技術(shù)獲得清晰的細(xì)胞膜電鏡照片，顯示暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)。提出假說：資料五：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治模型要點(diǎn)：①所有膜結(jié)構(gòu)都相同；②靜態(tài)的結(jié)構(gòu)。所謂耳聽為虛，眼見為實(shí)?！坝H眼看到”的“三明治”結(jié)構(gòu)模型就一定是正確的嗎？思考：新技術(shù)帶來新發(fā)現(xiàn)……時(shí)間：20世紀(jì)60年代實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆粒所處位置狀態(tài)。方法：結(jié)論：資料六：將標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的：羅伯特森的“三明治”結(jié)構(gòu)模型還有沒有其他不足之處？議一議：問題四：生物膜會是靜止的嗎？時(shí)間：1970年人物：LarryFrye等

實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同的熒光抗體標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，37℃下放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。資料七：提出假說：細(xì)胞膜具有流動性。生物膜的流動性會體現(xiàn)在其形態(tài)的改變上，你還能列舉出一些可以證明生物膜具有流動性的例子嗎？分泌蛋白產(chǎn)生過程中會出現(xiàn)囊泡；植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原；動物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮；變形蟲在攝食時(shí)可以伸出偽足；

……說一說：變形蟲正在吞噬草履蟲變形蟲體內(nèi)已經(jīng)被吞噬的草履蟲正在被消化的食物泡靜止模型的觀點(diǎn)從而被推翻了。

靜止模型的觀點(diǎn)從而被推翻了。

1972年，桑格和尼克森在繼承中創(chuàng)新提出流動鑲嵌模型（現(xiàn)被大多數(shù)人所接受）

。1、生物膜的成分：

2、生物膜的結(jié)構(gòu)：：3、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、（少量）多糖。

磷脂雙分子層：蛋白質(zhì)：糖蛋白：流動性。

生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖

基本骨架。

鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。具有保護(hù)、潤滑、細(xì)胞識別的作用。閱讀課本P68全部內(nèi)容，并總結(jié)要點(diǎn)。課堂小結(jié)：1.生物膜的組成：生物膜主要是由______和________組成的。脂質(zhì)蛋白質(zhì)2.生物膜的流動鑲嵌模型。

生物膜的流動模型認(rèn)為，___________構(gòu)成了膜的基本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂具有_________；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以_______的。磷脂雙分子層3.糖被的結(jié)構(gòu)及功能。

糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的_________和______結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。蛋白質(zhì)糖類保護(hù)和潤滑細(xì)胞識別流動性運(yùn)動生物膜的流動鑲嵌模型是否就已經(jīng)完美無缺了呢？思考：人類對自然界的認(rèn)識永無止境，對膜的研究將更加細(xì)致入微。

2003年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家PeterAgre（阿格雷）和RoderickMacKinnon（麥金農(nóng)）。

流動鑲嵌模型是目前被大多數(shù)人廣泛接受的生物膜模型，但它仍有一定的局限性。那么，目前還有哪些模型是與其并行存在呢？請大家利用課外時(shí)間上網(wǎng)或去圖書館查找相關(guān)資料，了解其他生物膜結(jié)構(gòu)模型的基本內(nèi)容。課外拓展：參考網(wǎng)頁：http：///data/02/08/communion/0830103324491.htmhttp：///Web/ListConfs/ConfPicShow.asp?