高中生物必修：《生物膜的流动镶嵌模型》教学解决方案.ppt

万晓军生物工作室 E-mail:1223wxj@163.com QQ:719455374 万晓军生物工作室（安义中学） QQ:719455374 E-mail:1223wxj@163.com * * 1.4.2生物膜的流动镶嵌模型 知识回顾 细胞包括哪些结构？ 细胞膜的组成成分是什么？ 组成细胞膜的组成是如何排列的呢，细胞膜的结够特点如何？ 新课导入 开篇： 从生理功能入手的科学研究 从生理功能入手的科学研究 19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未受精卵细胞的透性实验 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 从实验现象能推测出什么结论呢？ 思考与讨论: 最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？ 膜是由脂质组成 最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察来证实。 提出假说 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟的红细胞中分离出来，化学分析膜表明： 实验证据 从生理功能入手的科学探究 膜的主要成分是脂质和蛋白质 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？ 问题： 继承篇： 单位膜模型的提出 单位膜模型的提出 小资料 磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。 它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。 想一想： 磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？ 亲水“头部” 水 空气 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。 疏水“尾部” 单位膜模型的提出 细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 推测 单位膜模型的提出 实验证据 1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 由此你能得出什么结论？ 脂质分子必然排列为连续的两层 GORTER 脂单分子层=2× 单位膜模型的提出 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 推测？？…… 40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边 假说 问题： 透射电子显微镜（REM） 单位膜模型的提出 1959年，罗伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。 实验证据 蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。 蛋白质 蛋白质 脂质 单位膜模型 变形虫的变形运动 单位膜模型无法解释的现象 开拓篇： 新技术带来新模型 膜能运动吗？如果运动，膜上的蛋白质又该位于什么位置？ 跨膜蛋白 外周蛋白 嵌入蛋白 新技术带来新模型 蛋白质在膜中的分布是不对称的 科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的三种方式的概括： 在膜表面 嵌在膜中 穿透膜 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。 荧光标记技术 37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？ 膜上的蛋白质具有流动性 新技术带来新模型 新技术带来新模型 ①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动 小资料 磷脂分子的运动 细胞膜具有流动性 新技术带来新模型 在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。 流动镶嵌模型 流动镶嵌模型基本内容的总结: 1、生物膜的组成： 2、生物膜的基本骨架： 3、蛋白质分子存在形态： 4、生物膜的结构特点： 主要由蛋白质和脂质组成 有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系） 流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的） 磷脂双分子层 （亲水性头部朝向外侧，疏水性尾部朝向内侧）。 生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？ ？ ？ ？ 　　2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。 不断完善和发展的流动镶嵌模型 新技术带来新模型 技术的不断改进和创新，一定让你对膜有了新的认识…… 做一做 新篇章： 人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微…… 小结：概念图 基本支架 具有流动性 有的横跨整个磷脂双分子层 生物膜 大多数可以运动 生物膜具有结构特性: 磷脂双分子层 蛋白质分子 部分镶在磷脂双分子层表面 部分或全