高中生物《第四章 第二節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》課件1 新人教版必修1

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1、溫故知新：溫故知新：1.1.什么叫生物膜？什么叫生物膜？細(xì)胞中的膜細(xì)胞中的膜（含細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜）（含細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜） 2.2.細(xì)胞膜的主要成分是什么？細(xì)胞膜的主要成分是什么？脂質(zhì)脂質(zhì) 約約50%50%蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 約約40%40%糖類(lèi)糖類(lèi) 2% 2% 10% 10%主要成分主要成分問(wèn)題探討問(wèn)題探討解析：三種材料比較，彈力布更能體現(xiàn)細(xì)胞膜的柔變解析：三種材料比較，彈力布更能體現(xiàn)細(xì)胞膜的柔變性和一定的通透性，相對(duì)好一些。當(dāng)然，這幾種材性和一定的通透性，相對(duì)好一些。當(dāng)然，這幾種材料的特點(diǎn)與真實(shí)的細(xì)胞膜之間還有不小的差距。料的特點(diǎn)與真實(shí)的細(xì)胞膜之間還有不小的差距。2.2.微孔塑膠、豬或

2、其他動(dòng)物的膀胱微孔塑膠、豬或其他動(dòng)物的膀胱1.1.彈力布彈力布解析：有條件的話(huà)，使用微孔塑膠或利用激光給氣球解析：有條件的話(huà)，使用微孔塑膠或利用激光給氣球打上微孔都可以作為模型的細(xì)胞膜。使用透析袋也打上微孔都可以作為模型的細(xì)胞膜。使用透析袋也可以。如果制作臨時(shí)使用的模型，利用豬或其他動(dòng)可以。如果制作臨時(shí)使用的模型，利用豬或其他動(dòng)物的膀胱做細(xì)胞膜是更加理想的材料。物的膀胱做細(xì)胞膜是更加理想的材料。1 1. .歐文頓的實(shí)驗(yàn)：歐文頓的實(shí)驗(yàn)：2 2. .化學(xué)分析：化學(xué)分析：3 3. .兩位荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)：一一 、 對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程膜主要成分是脂質(zhì)和蛋

3、白質(zhì)。膜主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。凡是溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過(guò)細(xì)胞膜凡是溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易通過(guò)細(xì)胞膜膜是由脂質(zhì)組成的膜是由脂質(zhì)組成的細(xì)胞膜的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層。細(xì)胞膜的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層。從細(xì)胞膜中提取的脂質(zhì)鋪展成單分子從細(xì)胞膜中提取的脂質(zhì)鋪展成單分子層，其表面積是細(xì)胞表面積的兩倍層，其表面積是細(xì)胞表面積的兩倍現(xiàn)象現(xiàn)象: :提出提出: :表明表明: :現(xiàn)象現(xiàn)象: :結(jié)論結(jié)論: :水中油滴表面的磷脂分子又會(huì)怎樣排列呢？水中油滴表面的磷脂分子又會(huì)怎樣排列呢？水中油滴表面的磷脂分子的排列方式水中油滴表面的磷脂分子的排列方式油滴油滴水表面單層的磷脂分子會(huì)怎樣排列呢？水表面單層的磷脂分子會(huì)怎樣排

4、列呢？磷脂磷脂水表面的單層磷脂分子的排列方式水表面的單層磷脂分子的排列方式得出得出結(jié)論結(jié)論細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列成連續(xù)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列成連續(xù)的兩層的兩層 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果展層后脂質(zhì)面展層后脂質(zhì)面積約為積約為紅細(xì)胞紅細(xì)胞表面積的兩倍表面積的兩倍19251925年荷蘭科學(xué)家從紅細(xì)胞中抽年荷蘭科學(xué)家從紅細(xì)胞中抽取脂類(lèi)進(jìn)行展層取脂類(lèi)進(jìn)行展層設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)提出提出問(wèn)題問(wèn)題細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子真是單層排列細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子真是單層排列的嗎？的嗎？ 4 4）. .磷脂單分子層的面積恰為紅磷脂單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的細(xì)胞表面積的2 2倍倍 解析：因?yàn)榱字肿拥慕馕觯阂驗(yàn)榱字肿拥摹邦^部頭部”親水

5、，所以在水親水，所以在水空氣界面空氣界面上磷脂分子是上磷脂分子是“頭部頭部”向下向下與水面接觸，尾部則朝向空與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。科學(xué)家因測(cè)得單分氣一面?？茖W(xué)家因測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的積的2 2倍，才得出膜中的脂質(zhì)倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連續(xù)的兩層這一必然排列為連續(xù)的兩層這一結(jié)論。結(jié)論?？茖W(xué)家質(zhì)疑：科學(xué)家質(zhì)疑： 靜態(tài)模型的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)靜態(tài)模型的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能不能一致，無(wú)法解釋變和功能不能一致，無(wú)法解釋變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞的生長(zhǎng)形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞的生長(zhǎng)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu) 的電鏡照片的電鏡照片細(xì)胞膜的細(xì)胞膜的暗暗- -亮亮- -暗暗三

6、層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)4 4. .羅伯特森實(shí)驗(yàn)羅伯特森實(shí)驗(yàn)：電鏡觀(guān)察：電鏡觀(guān)察：推斷：推斷：所有的生物膜都由所有的生物膜都由蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂質(zhì)脂質(zhì)- -蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)5 5. .熒光染料標(biāo)記實(shí)驗(yàn)：熒光染料標(biāo)記實(shí)驗(yàn)： 綠色熒光標(biāo)記表面蛋白質(zhì)分子的小綠色熒光標(biāo)記表面蛋白質(zhì)分子的小鼠細(xì)胞和紅色熒光標(biāo)記表面蛋白質(zhì)分子鼠細(xì)胞和紅色熒光標(biāo)記表面蛋白質(zhì)分子的人細(xì)胞的人細(xì)胞融合后，熒光均勻分布融合后，熒光均勻分布。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：思考與討論思考與討論1.1.關(guān)鍵性的推動(dòng)作用關(guān)鍵性的推動(dòng)作用解析：在建立生物膜模型的過(guò)程

7、中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的解析：在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。如電子顯微鏡進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。如電子顯微鏡的誕生使人們終于看到了膜的存在；冰凍蝕刻的誕生使人們終于看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術(shù)和掃描電子顯微鏡技術(shù)使人們認(rèn)識(shí)到膜的技術(shù)和掃描電子顯微鏡技術(shù)使人們認(rèn)識(shí)到膜的內(nèi)外兩側(cè)并不對(duì)稱(chēng)；熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)內(nèi)外兩側(cè)并不對(duì)稱(chēng)；熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)又證明了膜的流動(dòng)性等。沒(méi)有這胞的融合實(shí)驗(yàn)又證明了膜的流動(dòng)性等。沒(méi)有這些技術(shù)的支持，人類(lèi)的認(rèn)識(shí)便不能發(fā)展。些技術(shù)的支持，人類(lèi)的認(rèn)識(shí)便不能發(fā)展。2.2.解析：解析：在建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功在建立生物膜模型的

8、過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀(guān)點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)，能相適應(yīng)的觀(guān)點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)；使人類(lèi)一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)；使人類(lèi)一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。在生命系統(tǒng)中，一般來(lái)說(shuō)，功能的不同常伴隨著在生命系統(tǒng)中，一般來(lái)說(shuō)，功能的不同常伴隨著結(jié)構(gòu)的差異，而早期的生物膜模型假定所有的生結(jié)構(gòu)的差異，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，這顯然與不同部位的生物膜功物膜都是相同的，這顯然與不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。能不完全相同是矛盾的。 還有，不同膜的厚度也不完全一樣。由

9、此促進(jìn)還有，不同膜的厚度也不完全一樣。由此促進(jìn)學(xué)者們重新研究脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的問(wèn)題。學(xué)者們重新研究脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的問(wèn)題。一些學(xué)者使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用紅外光一些學(xué)者使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用紅外光譜等技術(shù)證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍譜等技術(shù)證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)又證明，脂雙層中分布有蛋白質(zhì)蝕刻電鏡技術(shù)又證明，脂雙層中分布有蛋白質(zhì)顆粒，這樣又發(fā)展了生物膜模型。生物膜中存顆粒，這樣又發(fā)展了生物膜模型。生物膜中存在不同種類(lèi)的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)在生物膜中在不同種類(lèi)的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)在生物膜中的不同分布情況，恰能較好地解釋不同結(jié)構(gòu)的的不同分布情況，恰能較好地解釋

10、不同結(jié)構(gòu)的生物膜具有不同的生理功能。生物膜具有不同的生理功能。19721972年在新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，年在新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，桑格桑格和尼克森和尼克森提出細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型提出細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型二二 流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 磷脂磷脂雙分子層雙分子層構(gòu)成了膜的構(gòu)成了膜的基本支架基本支架，這個(gè)支，這個(gè)支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動(dòng)性流動(dòng)性。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子有的分子有的鑲鑲在磷脂雙分子層表面，有的部在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部分或全部嵌嵌入入磷脂雙分子層中，有的磷脂雙分子層中，有的橫跨橫跨整個(gè)磷脂雙整個(gè)磷脂雙分子層。分子層。大多數(shù)大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的。的。糖被糖被 ： 在細(xì)胞膜的外表在細(xì)胞膜的外表v細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類(lèi)結(jié)合形成的細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類(lèi)結(jié)合形成的糖蛋白糖蛋白 v重要作用：保護(hù)、潤(rùn)滑；細(xì)胞識(shí)別重要作用：保護(hù)、潤(rùn)滑；細(xì)胞識(shí)別糖脂：糖脂：細(xì)胞表面糖類(lèi)和脂質(zhì)分子結(jié)合成的。細(xì)胞表面糖類(lèi)和脂質(zhì)分子結(jié)合成的。生物膜的特點(diǎn)生物膜的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 功能特點(diǎn)：功能特點(diǎn)： 具有選擇透過(guò)性具有選擇透過(guò)性具有一定的流動(dòng)性具有一定的流動(dòng)性