高中生物必修一物膜的流動(dòng)鑲嵌模型.ppt

1、上課啦,鞏固提問(wèn),1.滲透作用的原理和產(chǎn)生的條件？ 2.動(dòng)物細(xì)胞吸水、失水會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ 3.探究：植物細(xì)胞的吸水和失水，此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？ 4.植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的原因是 什么？質(zhì)壁分離會(huì)自動(dòng)復(fù)原的試劑有哪些？ 5.植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞吸水和失水的差異？,第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出,第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)。 2.探討在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。 3.探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。,那么生物膜的選擇性吸收是否與其特定的結(jié)構(gòu)相關(guān)呢？,一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,時(shí)間：19世紀(jì)末 （1895年）

2、 人物：歐文頓（E.Overton） 實(shí)驗(yàn)：用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)。 發(fā)現(xiàn)： E.Overton的推測(cè)：,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1：歐文頓實(shí)驗(yàn),細(xì)胞膜的通透性實(shí)驗(yàn),相似相溶原理,實(shí)驗(yàn)：采用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞,經(jīng)過(guò)特殊處理使細(xì)胞發(fā) 生溶血現(xiàn)象,一些物質(zhì)溶出,再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)洗掉,即可得到純凈的細(xì)胞膜(又稱血影).,時(shí)間：20世紀(jì)初,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)論：膜的成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。,化學(xué)分析: 發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解 也會(huì)被蛋白酶分解,資料2：其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) （細(xì)胞膜主要成分提取分離實(shí)驗(yàn)）,通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)

3、： 細(xì)胞膜的成分主要有： 脂質(zhì)（磷脂），蛋白質(zhì)，少量糖類,時(shí)間：1925年 人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel 實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣水 界面上鋪成單層分子。,現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)展開層后的脂質(zhì)單層面積是紅細(xì)胞的表面 積的2倍,提出假說(shuō)：細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的,資料3：兩位荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn),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。,思考：細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們大膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？,磷脂分子結(jié)構(gòu),水（外）,水(內(nèi)),細(xì)胞膜中磷脂分子的排列,提出問(wèn)題除了脂質(zhì)外，蛋

4、白質(zhì)也是細(xì)胞膜的成分。那么，蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢?,?,時(shí)間： 人物： 實(shí)驗(yàn)： 提出模型：,資料4：羅伯特森的實(shí)驗(yàn),思考,“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？,把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜 功能的多樣性相矛盾。,1959年,羅伯特森（J.D.Robertsen）,在電鏡下看到細(xì)胞膜由 “暗-亮-暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。,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),能不能舉一些例子來(lái)說(shuō)明生物膜不是靜態(tài)的？,結(jié)論：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性,資料5：1970年科學(xué)家進(jìn)行熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn),問(wèn)題：,（1）該實(shí)驗(yàn)表明什么？ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：生物膜具有流動(dòng)性,（2）根據(jù)

5、已有的生物知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)，你能列舉哪些證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)。 白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過(guò)程； 變形蟲的偽足運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象； 受精時(shí)精子和卵細(xì)胞的融合過(guò)程； 動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)細(xì)胞膜的縊裂過(guò)程。,(白細(xì)胞吞噬病毒的過(guò)程),時(shí)間：1972年 人物：桑格和 尼克森 提出：,糖蛋白,多糖,資料6：智慧升華,流動(dòng)鑲嵌模型,小組討論總結(jié)：,問(wèn)題：細(xì)胞膜的組成成分？ 細(xì)胞膜的基本支架？ 蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？ 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特點(diǎn)？ 多糖分子在磷脂雙分子層上的分布情況？,2、膜的基本支架磷脂雙分子層。（磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。）,3、蛋白質(zhì)：有的鑲、有的嵌入、有的橫跨在磷脂雙分子層。（體

6、現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的流動(dòng)性和不對(duì)稱性）,二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容,4、膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性；功能特性：選擇透過(guò)性。,1、主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類。,多糖,糖蛋白,5、（1）細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)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(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系） （2) 有些多糖與磷脂分子結(jié)合形成糖脂。,Next,Back,根據(jù)現(xiàn)象和已有知識(shí)提出假說(shuō)或模型,建模的基本方法,1、在生物膜模型的建立和完善過(guò)程中，你受到哪些啟示?,思考P69拓展題：,2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無(wú)缺呢？,1、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(guò)細(xì)胞膜，這

7、是因?yàn)椋?） A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性 B 細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性 C 細(xì)胞膜的結(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),2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過(guò)生物大分子（ ）,A 細(xì)胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜,3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（ ） A 保護(hù)作用 B 一定的流動(dòng)性 C 主動(dòng)運(yùn)輸 D 選擇透過(guò)性,4、下列物質(zhì)中，不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是（ ） A 維生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰島素,5、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉葉綠

8、體基質(zhì)內(nèi)，共穿過(guò)的生物膜層數(shù)是（ ） A 5 B 6 C 7 D 8,6、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,一層膜有 層磷脂分子層，有 層磷脂雙分子層,2,1,3. 一分子O2從葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入 一相鄰細(xì)胞的線粒體基質(zhì)內(nèi)，共穿越過(guò)的生物膜層數(shù) 和磷脂分子層數(shù)分別是 ( ) A。4、8 B。5、12 C。6、12 D。6、14,C,再見(jiàn),1、細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型與蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型的最大的不同是,A、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性,課內(nèi)反饋,D、蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模

9、型認(rèn)為細(xì)胞膜具有透過(guò)性,C、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有選擇性,B、蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性,2、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過(guò)程的完成依賴于細(xì)胞膜的,A 、保護(hù)作用 B、 一定的流動(dòng)性 C 、全透性 D、信息交流,3、下列物質(zhì)中最容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的是,A、葡萄糖 B、蛋白質(zhì) C、甘油 D、無(wú)機(jī)鹽離子,對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,19世紀(jì)末，歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由 組成的； 20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要 由 和 組成； 1925年，兩位荷蘭科學(xué)家將紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子發(fā)現(xiàn)此時(shí)的面積是原膜表面積的兩倍，提出了 1959年羅伯特森

10、提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型：所有生物膜都 由 三層結(jié)構(gòu)； 1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有 ； 1972年，桑格和 提出了 。,脂質(zhì),脂質(zhì),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,小結(jié),細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層,流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：,成分:,基本支架:,蛋白質(zhì)排布方式:,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):,功能特點(diǎn):,脂質(zhì) 蛋白質(zhì) 少量多糖,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子有的 磷脂雙分子層表面，有的部分或全部 磷脂雙分子層中，有的 整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的 ）,具有一定的 (磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的),選擇透過(guò)性,多糖：,糖被（膜的 側(cè)

11、）,識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑,流動(dòng)性,鑲在,嵌入,貫穿,不對(duì)稱性）,外,概念圖小結(jié),生物膜,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),功能特點(diǎn),結(jié)構(gòu)組成,結(jié)構(gòu)探究歷程,決定,流動(dòng)性,選擇透過(guò)性,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子,草履蟲,質(zhì)壁分離,變形蟲,舉例說(shuō)明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性,2、膜的基本支架磷脂雙分子層。（磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。）,3、蛋白質(zhì)分子有的鑲、有的嵌入、有的橫跨在磷脂雙分子層。（體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的流動(dòng)性和不對(duì)稱性）,二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容,4、膜的結(jié)構(gòu)特性：流動(dòng)性；功能特性：選擇透過(guò)性。,1、主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類。,糖蛋白,細(xì)胞膜上的糖,5、（1）細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的

12、糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系） （2) 有些多糖與磷脂分子結(jié)合形成糖脂。,返回,在制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型時(shí)，提供給你制作細(xì)胞膜的三種材料：塑料袋、普通布和彈力布。 你認(rèn)為選哪種材料最好?為什么？,？,資料2：其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn) （細(xì)胞膜主要成分提取分離實(shí)驗(yàn)）,20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶分解。,膜的主要成分：脂質(zhì)(磷脂)和蛋白質(zhì),說(shuō)明：,時(shí)間：1925年 人物：荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel 實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣水 界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積 恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。,結(jié)論：,細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。,資料3：兩位荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn),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。,思考：磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？,細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們大膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？,磷脂分子結(jié)構(gòu),2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行 提取、分離和鑒定嗎？,有必要，僅靠推理得出的結(jié)論不一定準(zhǔn)確，還應(yīng)通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)和修