生物膜的流動鑲嵌模型公開課

1、薄薄選擇透過性選擇透過性 伸縮性伸縮性彈力布彈力布普通布普通布塑料袋塑料袋選擇依據(jù)選擇依據(jù):用哪種材料作細胞膜更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？用哪種材料作細胞膜更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？1.生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？2.通過分析科學家建立生物膜模型的過程，通過分析科學家建立生物膜模型的過程，你對科學的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？你對科學的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？3.生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點體現(xiàn)在生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點體現(xiàn)在哪？哪？本節(jié)聚焦本節(jié)聚焦資料一資料一設(shè)計實驗設(shè)計實驗進行實驗進行實驗得出結(jié)論得出結(jié)論實驗結(jié)果實驗結(jié)果觀察現(xiàn)象觀察現(xiàn)象提出問題提出問題

2、作出假說作出假說脂溶性物質(zhì)比非脂溶性物質(zhì)更容易通過細胞膜脂溶性物質(zhì)比非脂溶性物質(zhì)更容易通過細胞膜細胞膜的成分是什么？細胞膜的成分是什么？細胞膜是由脂質(zhì)組成的。細胞膜是由脂質(zhì)組成的。從細胞膜中提取到大量磷脂。從細胞膜中提取到大量磷脂。細胞膜是由脂質(zhì)組成的細胞膜是由脂質(zhì)組成的提取細胞膜進行化學檢測提取細胞膜進行化學檢測應(yīng)用化學手段分析表明：應(yīng)用化學手段分析表明：膜的主要成分是膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋脂質(zhì)和蛋白質(zhì)白質(zhì), ,組成膜的脂質(zhì)中組成膜的脂質(zhì)中磷脂磷脂含量最多含量最多20世紀初世紀初,科學家將科學家將細胞膜細胞膜從哺乳動物的從哺乳動物的紅細胞中紅細胞中分離分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被出來，發(fā)現(xiàn)細

3、胞膜不但會被溶解溶解脂質(zhì)脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被的溶劑溶解，也會被蛋白酶蛋白酶分解。分解。資料二資料二結(jié)論：細胞膜主要由結(jié)論：細胞膜主要由脂質(zhì)脂質(zhì)和和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組成組成脂質(zhì)中主要成分是：脂質(zhì)中主要成分是：磷脂磷脂親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部磷脂是一種由磷脂是一種由甘油甘油，脂肪酸脂肪酸和和磷酸磷酸所組成所組成的分子，的分子，磷酸磷酸“頭頭”部是部是親水親水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。 脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在生物膜脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在生物膜上是怎樣分布的呢？上是怎樣分布的呢？19251925年年, ,荷蘭兩位科學家從細胞膜中提荷蘭兩位科學家從細胞膜中提取脂質(zhì)，在取脂質(zhì)，在空氣空氣-

4、 -水水界面鋪成界面鋪成單分子單分子層層，測得測得單分子層單分子層的面積恰好為紅細胞表的面積恰好為紅細胞表面積的面積的2 2倍。倍。 結(jié)論：結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。列為連續(xù)的兩層。水環(huán)境水環(huán)境水環(huán)境水環(huán)境磷脂雙分子層磷脂雙分子層假設(shè)假設(shè)1：脂質(zhì)：脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)假設(shè)假設(shè)2：蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)小知識：小知識： 電子束照射在電子束照射在分分子質(zhì)量高子質(zhì)量高的物質(zhì)上，的物質(zhì)上，散射度高，較為散射度高，較為黑暗黑暗；照射在照射在分子質(zhì)量低分子質(zhì)量低的的物質(zhì)上，散射度低，物質(zhì)上，散射度低，較為較為亮亮。 羅伯特森結(jié)合其他科學家的工作，

5、羅伯特森結(jié)合其他科學家的工作，大膽的提出生物膜的模型：大膽的提出生物膜的模型：思考：流動鑲嵌模型與蛋白質(zhì)思考：流動鑲嵌模型與蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型有蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型有何異同？何異同？相同點：相同點： 都認為組成細胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都認為組成細胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。不不同同點點：1、流動鑲嵌模型認為蛋白質(zhì)在膜中的分布是不均勻的。而三、流動鑲嵌模型認為蛋白質(zhì)在膜中的分布是不均勻的。而三層結(jié)構(gòu)模型認為蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè)層結(jié)構(gòu)模型認為蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè)2、流動鑲嵌模型強調(diào)組成膜的分子是運動的，而三層結(jié)構(gòu)認、流動鑲嵌模型強調(diào)組成膜的分子是運動的，而三層結(jié)

6、構(gòu)認為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)變形蟲的變形運動變形蟲的變形運動變形蟲在吞噬草履蟲變形蟲在吞噬草履蟲吞噬作用吞噬作用人細胞人細胞鼠細胞鼠細胞熒光標記熒光標記 膜蛋白膜蛋白誘導(dǎo)融合40分鐘后370C結(jié)論：細胞膜具有一定的結(jié)論：細胞膜具有一定的流動性流動性 19721972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗?zāi)?，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動鑲嵌模型證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動鑲嵌模型。電鏡冰凍蝕刻細胞膜電鏡冰凍蝕刻細胞膜20世紀世紀60年代年代科學家用科學家用掃描電鏡技術(shù)掃描電鏡技術(shù)和和冰冰凍蝕刻技術(shù)凍蝕刻技術(shù)揭示了細胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆揭示了細胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆粒。粒。資料

7、六資料六 1972年，年，桑格桑格和和尼克森尼克森在新的觀察和在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動鑲嵌流動鑲嵌模型模型,為多數(shù)人所接受。為多數(shù)人所接受。流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容： 磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架，這個磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是清油般的流支架不是靜止的。磷脂雙分子層是清油般的流體，具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的體，具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲在鑲在磷脂雙磷脂雙分子層的分子層的表面表面，有的部分或全部，有的部分或全部嵌入嵌入磷脂雙分磷脂雙分子層中，有的子層中，有的貫穿貫穿于整個磷脂雙分子層。大多于

8、整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。假說科學實驗科學家時間歐文頓歐文頓兩位荷蘭兩位荷蘭科學家科學家羅伯特森羅伯特森19世紀末世紀末1925年年1959年年1970年年1972年年膜是由脂膜是由脂質(zhì)組成的質(zhì)組成的生物膜為三層生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細胞膜具細胞膜具有流動性有流動性在新的觀察和實驗證據(jù)基礎(chǔ)上在新的觀察和實驗證據(jù)基礎(chǔ)上弗雷和埃弗雷和埃迪登迪登桑格和尼桑格和尼克森克森對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3、 糖被糖被 糖脂糖脂保護和潤滑；保護和潤滑；糖蛋白：識別作用糖蛋白：

9、識別作用（糖類的成分起重要作用）（糖類的成分起重要作用）糖被分布在細胞膜的外側(cè)糖被分布在細胞膜的外側(cè) 4 4、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點 特點：具有一定的。特點：具有一定的。 原因：組成膜的和大都是運動的。原因：組成膜的和大都是運動的。流動性流動性蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)5、細胞膜的功能特點：、細胞膜的功能特點： 選擇透過性選擇透過性1、磷脂雙分子層構(gòu)成了細胞膜的基本骨架、磷脂雙分子層構(gòu)成了細胞膜的基本骨架2、蛋白質(zhì)分子、蛋白質(zhì)分子覆蓋在磷脂雙分子層外側(cè)覆蓋在磷脂雙分子層外側(cè)鑲嵌在磷脂雙分子層兩側(cè)鑲嵌在磷脂雙分子層兩側(cè)貫穿磷脂雙分子層貫穿磷脂雙分子層1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維

10、生素據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D D等等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（ ）A A 細胞膜具有一定流動性細胞膜具有一定流動性B B 細胞膜是選擇透過性細胞膜是選擇透過性C C 細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子2.2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（ ）A 細胞膜細胞膜 B 核膜核膜C 線粒體膜線粒體膜 C 葉綠體膜葉綠體膜3、一分子一分子COCO2 2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中

11、擴散出來，進入一相鄰細胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共出來，進入一相鄰細胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（穿過的生物膜層數(shù)是（ ）A 5 B 6 C 7 D 8A 5 B 6 C 7 D 84、細胞膜上與細胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞細胞膜上與細胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學物質(zhì)是（和血型決定有著密切關(guān)系的化學物質(zhì)是（ ）A A 糖蛋白糖蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核酸核酸5 5、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（成都依賴于細胞

12、膜的（ ）A A 保護作用保護作用 B B 一定的流動性一定的流動性 C C 主動運輸主動運輸 D D 選擇透過性選擇透過性6 6、下列物質(zhì)中，不能橫穿細胞膜進出細胞的是、下列物質(zhì)中，不能橫穿細胞膜進出細胞的是（ ）A A 維生素維生素D D和性激素和性激素 B B 水和尿素水和尿素 C C 氨基酸和葡萄糖氨基酸和葡萄糖 D D 酶和胰島素酶和胰島素（1 1）上述材料說明細胞膜的結(jié)構(gòu)具有）上述材料說明細胞膜的結(jié)構(gòu)具有 特性。特性。（2 2）下列哪些現(xiàn)象與細胞膜伸展突起相關(guān)）下列哪些現(xiàn)象與細胞膜伸展突起相關(guān) （ ）A A腫瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移腫瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移 B B白細胞吞噬異物白細胞吞噬異物C

13、C葡萄糖進入小腸上皮細胞葡萄糖進入小腸上皮細胞 D D抗體的分泌抗體的分泌（3 3）若要進一步證明水的快速內(nèi)流是細胞膜水通道蛋白開放所）若要進一步證明水的快速內(nèi)流是細胞膜水通道蛋白開放所致，可另設(shè)計一組對照實驗，用致，可另設(shè)計一組對照實驗，用 對對_進行處理。進行處理。4 4在美國梅奧診所工作的華人科學家陳賢明研究員和他的同事，在美國梅奧診所工作的華人科學家陳賢明研究員和他的同事，利用體外膽管上皮細胞感染模型，分析了隱孢子蟲的子孢子進利用體外膽管上皮細胞感染模型，分析了隱孢子蟲的子孢子進入細胞內(nèi)的全過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隱孢子蟲的子孢子侵入宿主細入細胞內(nèi)的全過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隱孢子蟲的子孢子侵入宿主細

14、胞膜內(nèi)時，會誘發(fā)大量宿主細胞膜載體及水通道聚集，導(dǎo)致膜胞膜內(nèi)時，會誘發(fā)大量宿主細胞膜載體及水通道聚集，導(dǎo)致膜局部快速水內(nèi)流，從而促使局部細胞膜伸展突起。據(jù)此回答：局部快速水內(nèi)流，從而促使局部細胞膜伸展突起。據(jù)此回答：答案：答案：（1 1）一定的流動性）一定的流動性 （2 2）A A、B B、D D （3 3）蛋白）蛋白質(zhì)抑制劑質(zhì)抑制劑 水通道蛋白水通道蛋白【解析【解析】（1 1）從題中所給材料可知，細胞膜受到刺激可使）從題中所給材料可知，細胞膜受到刺激可使細胞膜伸展突起，說明細胞膜具有一定的流動性。（細胞膜伸展突起，說明細胞膜具有一定的流動性。（2 2）腫）腫瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移，需進行變形運動；白細胞吞食異物，瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移，需進行變形運動；白細胞吞食異物，細胞膜要伸出偽足將異物包裹；抗體的分泌，細胞膜要出細胞膜要伸出偽足將異物包裹；抗體的分泌，細胞膜要出芽進行胞吐，都與細胞膜伸展突起相關(guān)。葡萄糖進入小腸芽進行胞吐，都與細胞膜伸展突起相關(guān)。葡萄糖進入小腸上皮細胞是通過細胞