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1、第四章 细胞的物质输入和输出第二节 生物膜的流动镶嵌模型,教材：人教版高中生物必修一年级：高一生物单位：汕头市澄海中学教师姓名：辜冬香,问题探讨,在制作真核细胞三维结构模型的活动中，选用塑料袋、普通布和弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更适于体现细胞膜的功能？,（1）将细胞与外界环境分隔开（2）控制物质进出细胞（3）进行细胞间的信息交流,跟随科学家的脚步建构生物膜的结构模型,一、对生物膜结构的探索历程,1895,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,资料1: 细胞膜的通透性实验 1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现：,一、对生物膜结构的探索历程,18
2、95,P66 思考与讨论：,1、最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和鉴定？,2、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？,是通过对现象的推理分析得出的。,有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应对膜的成分进行提取、分离和鉴定，对假说进行检验和修正。,一、对生物膜结构的探索历程,1895,1、选用哪种细胞来提取细胞膜？,2、用什么方法提取细胞膜？,哺乳动物成熟的红细胞,将动物细胞放入清水中，细胞吸水涨破,3、怎么分离得到细胞膜？,离心法,一、对生物膜结构的探索历程,资料2:细胞膜提取、分离和成分分析,20世纪初，科学家第一次将
3、膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。并通过化学分析发现，细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。,20世纪 初,脂质,蛋白质,构成细胞膜的脂质主要是哪一种？,1895,一、对生物膜结构的探索历程,磷脂分子,20世纪 初,1895,尾部,资料3:磷脂分子的结构,一、对生物膜结构的探索历程,资料3:磷脂分子的结构,水分子,20世纪 初,1895,亲水头部,一、对生物膜结构的探索历程,资料3:磷脂分子的结构,亲水头部,疏水尾部,1917年，美国科学家郎姆瓦指出：磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。,20世纪 初,1895,1917,一、对生物膜结构的探索历程,学生活动1：磷脂分子的排布,请根据
4、磷脂分子的结构特点，构建磷脂分子在空气-水界面的分布模型。,20世纪 初,1895,1917,一、对生物膜结构的探索历程,20世纪 初,1895,1917,细胞膜,一、对生物膜结构的探索历程,学生活动2：磷脂分子的排布,请结合细胞膜所处的内外环境，预测细胞膜中磷脂分子的排布方式，构建模型。,20世纪 初,1895,1917,一、对生物膜结构的探索历程,学生活动2：磷脂分子的排布,请结合细胞膜所处的内外环境，预测细胞膜中磷脂分子的排布方式，构建模型。,水,20世纪 初,1895,1917,水,水,一、对生物膜结构的探索历程,学生活动2：磷脂分子的排布,请结合人体细胞所处的内外环境，预测细胞膜中磷
5、脂分子的排布方式，构建模型。,提出假说： 磷脂分子在细胞膜中排列为两层。,20世纪 初,1895,1917,一、对生物膜结构的探索历程,学生活动3： 请设计实验证明细胞膜中磷脂分子排列为两层。,20世纪 初,1895,1917,一、对生物膜结构的探索历程,资料4：磷脂分子的排布,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恰为红细胞表面积的2倍。,20世纪 初,1895,1917,1925,磷脂双分子层,一、对生物膜结构的探索历程,蛋白质位于磷脂双分子层的什么位置呢？,？,20世纪 初,1895,1917,1925,一、对生物膜结构
6、的探索历程,资料5：罗伯特森的实验,1959年，罗伯特森用电子显微镜观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,细胞膜结构的电镜照片,蛋白质-脂质-蛋白质,一、对生物膜结构的探索历程,资料5：罗伯特森的实验,1959年，罗伯特森用电子显微镜观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,细胞膜结构的电镜照片,蛋白质-脂质-蛋白质,一、对生物膜结构的探索历程,资料5：罗伯特森的实验,罗伯特森提出：,1、蛋白质-脂质-蛋白质三层结构,2、静态的统一结构,20世纪 初,1895,1917,1925,1
7、959,“三明治”模型,一、对生物膜结构的探索历程,资料6：电镜冰冻蚀刻技术,20世纪60年代，将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露其断裂面，在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下:,结论：蛋白质分子部分或全部嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,20世纪60年代,贯穿,全部嵌入,部分嵌入,一、对生物膜结构的探索历程,学生活动5：蛋白质分子的排布,修正细胞膜（生物膜）的结构模型，重新排布蛋白质。,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,20世纪60年代,结论：蛋白质分子部分或全部嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。,一、对生物膜结构的探索
8、历程,学生活动6：探究细胞膜上蛋白质能否运动,请利用以下所提供的实验材料，设计一个实验方案，探究细胞膜上蛋白质分子能否运动。 荧光染料（有红色、绿色等不同颜色，可以标记细胞膜表面的蛋白质分子） 细胞（人细胞、小鼠细胞）,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,20世纪60年代,一、对生物膜结构的探索历程,实验方案：人鼠细胞融合实验,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,20世纪60年代,1970,一、对生物膜结构的探索历程,资料7： 1972年，桑格和尼克森提出新的生物膜模型流动镶嵌模型。,20世纪 初,1895,1917,1925,1959,20世纪60年代,1
9、970,1972,二、流动镶嵌模型的基本内容,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，有的贯穿整个磷脂双分子层；,二、流动镶嵌模型的基本内容,二、流动镶嵌模型的基本内容,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，有的贯穿整个磷脂双分子层；3、结构特点：磷脂分子和大多数蛋白质分子都不是静止不动的,而是可以_ 。因此，我们说生物膜具有 。,运动,一定的流动性,（糖被）,功能：保护、润滑、细胞识别,分布于细胞膜的外表面,巩固练习,1、对生物膜结构的探索经历了漫长的
10、历程，下列结论（假说）错误是（） A、脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜是由脂质组成 B、提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层是红细胞表面积的2倍，说明膜中的脂质分子排列为连续的两层 C、电镜下细胞膜呈清晰的暗-亮-暗三层结构，罗伯特森认为生物膜由脂质-蛋白质-脂质三层构成 D、人鼠细胞杂交实验证明细胞膜具有流动性,C,巩固练习,2、植物的花粉四处飞扬，却只有落在同种植物的柱头上才会萌发，落到其他植物的柱头上不会萌发。经研究发现，以上事实是由于细胞之间存在着识别作用，这种识别作用与细胞膜的哪种成分有关() A、糖蛋白 B、磷脂 C、糖脂 D、胆固醇,A,3、据研究发现，胆固醇、维生素D
11、、甘油等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ） A、细胞膜具有一定流动性 B、细胞膜是选择透过性 C、细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本支架 D、细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,C,巩固练习,4、如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答下面的问题。（1）脂溶性物质容易穿过细胞膜，主要与构成细胞膜的 。（2）图中B_的基本组成单位是_，与细胞膜识别功能有关的结构是 。,C,磷脂双分子层,E,蛋白质,糖蛋白,氨基酸,巩固练习,4、如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答下面的问题。（3）变形虫能够伸出伪足进行运动和摄食，这说明 。（4）细胞膜的外侧是_(填“M”或“N”)侧，判断依据是 。,细胞膜具有一定的流动性,M,M侧有糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧,完成三维设计 P39 P40：基础小题1（1）（2）、2、4 核心要点（一） P107：1、2、3、4、6 P108：1、2 P109-110：1、2、3、7、11、13、14,
