中学联盟山东省巨野县第一中学生物（人教版）必修一：4.2 生物膜的流动镶嵌模型（共23张PPT）.ppt

第2节 生物膜的流动镶嵌模型 教学目标： 1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。（重点） 2.举例说明生物膜具有流动性特点。 3.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用及如何体现结构与功能相适应的观点。 问题探讨 塑料袋 普通布 弹力布 其他…… 1、根据结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？ 细胞膜具有：1.分隔作用 2.选择透过性 3.弹性 弹力布 2、你还能想出更好的材料做细胞膜吗？ 猪的膀胱，透析袋 一、对生物膜结构的探索历程 二 20世纪初，膜成分实验 三 1925年，膜面积实验 四 1959年，膜结构实验 五 1970年，膜融合实验 一 19世纪末，膜透性实验 提出假说： 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 膜是由脂质组成的 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？ 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。假说不一定准确，还应通过观察和实验进行验证和完善。 提出假说 资料一：19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不同。 一、对生物膜结构的探索历程 化学成分分析表明： 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： 资料二：20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物的成熟红细胞中分离出来。发现细胞膜不仅会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶溶解。 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层 磷脂分子 资料三：1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气---水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。 提出假说： 亲水头部 疏水尾部 磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。请运用相关的化学知识，解释为什么磷脂分子在空气-水的界面上铺展成单分子层？ 水 空气 因为磷脂分子的“头部”亲水， “尾部”疏水，所以在空气—水界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触， “尾部”则朝向空气一面，在空气—水界面上铺展成单分子层。 细胞膜的两侧都有水环境存在，我们尝试着大胆推测和想象一下在这样的环境中，两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 连续两层排列 蛋白质位于脂双层的什么位置？脂质和蛋白质是怎样排列形成膜的呢？ 20世纪40年代，曾经有学者推测：蛋白质覆盖在脂质的两边。 提出假说： 所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 三层结构构成的静态的统一结构。 蛋白质 蛋白质 脂质 单位膜模型(三明治模型) 资料四：1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen） 在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成。 静态的“蛋白质-脂质-蛋白质”结构模式图 这种模型特点： ①蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧 ②构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是 静止不动的 请思考：细胞膜是静态的吗？（举例说明） 提出假说：细胞膜是动态的、有弹性的 草履虫 质壁分离 变形虫 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 跨膜蛋白 外周蛋白 嵌入蛋白 蛋白质在膜中的分布是不对称的 新技术带来新模型 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 结论：细胞膜上的蛋白质具有流动性 资料五：1970年，科学家用不同荧光染料标记人和鼠细胞膜上的蛋白质分子后，让两种细胞融合，刚开始杂交细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，在37℃条件下经40min后,发现两种颜色的荧光均匀分布。 1972年，桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，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 新技术带来新模型 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。 2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。 组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动。 二、流动镶嵌模型的基本内容 3. 生物膜的结构特点： 具有一定的流动性 糖 被:在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,叫做糖被. 作用:消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用;糖被与细胞表面的识别有密切关系. 糖 脂:细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂. 细胞膜的结构示意图 强调膜的流动性和膜蛋白分布的