廣東省東莞市塘廈中學(xué)高中生物《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》課件新人教版必修

1、小魔術(shù)小魔術(shù)常溫清水常溫清水加熱清水加熱清水課題：探究生物膜的結(jié)構(gòu)課題：探究生物膜的結(jié)構(gòu)1.1.觀察現(xiàn)象：生物膜具有選擇透過性的特點(diǎn)觀察現(xiàn)象：生物膜具有選擇透過性的特點(diǎn)2.2.提出問題：生物膜的結(jié)構(gòu)是怎樣的？提出問題：生物膜的結(jié)構(gòu)是怎樣的？3.3.分析問題分析問題: :（1 1）細(xì)胞膜的化學(xué)成分是什么）細(xì)胞膜的化學(xué)成分是什么? ?（2 2）這些化學(xué)成分如何構(gòu)成細(xì)胞膜）這些化學(xué)成分如何構(gòu)成細(xì)胞膜? ?（3 3）生物膜的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？）生物膜的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？4.4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：5.5.得出結(jié)論：得出結(jié)論：第四章第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出一、生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程細(xì)胞

2、膜的化學(xué)成分的提取和鑒定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.191.19世紀(jì)末，歐文頓曾用世紀(jì)末，歐文頓曾用500500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物的通透性進(jìn)行過上萬次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生物膜對(duì)不物的通透性進(jìn)行過上萬次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生物膜對(duì)不同的物質(zhì)通透性不一樣：同的物質(zhì)通透性不一樣：細(xì)胞膜細(xì)胞膜溶于脂質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)的物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜是由 組成的。脂質(zhì)脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.202.20世紀(jì)末初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物世紀(jì)末初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，進(jìn)行了以下的化學(xué)分析：的紅細(xì)胞中分離出來，進(jìn)行了以下的化學(xué)分析：成成分分脂質(zhì)（磷脂）脂質(zhì)（磷脂）（50%）蛋白質(zhì)蛋

3、白質(zhì)（40%）糖類糖類（2%10%）（1 1）人的消化液中含有許多能夠水解蛋白質(zhì)的物質(zhì)，稱為蛋）人的消化液中含有許多能夠水解蛋白質(zhì)的物質(zhì)，稱為蛋白酶，用蛋白酶處理細(xì)胞膜，會(huì)使細(xì)胞膜分解。白酶，用蛋白酶處理細(xì)胞膜，會(huì)使細(xì)胞膜分解。（2 2）用斐林試劑對(duì)）用斐林試劑對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行細(xì)胞膜進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分被染成磚紅色檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分被染成磚紅色小資料：磷脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)小資料：磷脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)親水頭部疏水尾部 磷脂是一種由磷脂是一種由甘油、脂肪酸和甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的磷酸等所組成的分子，分子，磷脂的磷脂的“頭部頭部”是親水是親水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾尾”部是疏水的。部是疏水的。一、生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷

4、程化學(xué)成分如何構(gòu)成細(xì)胞膜？空氣空氣水水磷脂單分子層磷脂單分子層小組活動(dòng)小組活動(dòng)1 1：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)以上的背景知識(shí)，思考如果將磷：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)以上的背景知識(shí)，思考如果將磷脂滴在水面上，磷脂分子將怎樣排布在水和空氣的界面上？脂滴在水面上，磷脂分子將怎樣排布在水和空氣的界面上？請(qǐng)大家以手中盤子的邊沿為空氣水的界面，上面為空氣，請(qǐng)大家以手中盤子的邊沿為空氣水的界面，上面為空氣，下面為水，擺出你所認(rèn)為的排列方式。下面為水，擺出你所認(rèn)為的排列方式。小組活動(dòng)小組活動(dòng)2 2、 想一想草履蟲內(nèi)外都是水，它細(xì)胞膜中磷脂分子想一想草履蟲內(nèi)外都是水，它細(xì)胞膜中磷脂分子是怎樣排布的？是怎樣排布的？實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3 3：: :

5、 19251925年，科學(xué)家用有機(jī)溶劑提取了人類紅年，科學(xué)家用有機(jī)溶劑提取了人類紅細(xì)胞的細(xì)胞膜的脂質(zhì)成分，將其鋪展在水面，測(cè)出膜細(xì)胞的細(xì)胞膜的脂質(zhì)成分，將其鋪展在水面，測(cè)出膜脂展開的面積是細(xì)胞表面積的脂展開的面積是細(xì)胞表面積的2 2倍倍這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？說明了細(xì)胞膜中磷脂是雙層排布的說明了細(xì)胞膜中磷脂是雙層排布的想象空間想象空間 發(fā)揮空間想象力，發(fā)揮空間想象力，想象一個(gè)近似球型的想象一個(gè)近似球型的細(xì)胞，其細(xì)胞膜的磷細(xì)胞，其細(xì)胞膜的磷脂雙分子層的三維立脂雙分子層的三維立體結(jié)構(gòu)！體結(jié)構(gòu)！磷脂雙分子層構(gòu)成磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架細(xì)胞膜的基本骨架 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4：進(jìn)一

6、步探究：進(jìn)一步探究20世紀(jì)世紀(jì)50年代，電子顯微鏡誕年代，電子顯微鏡誕生了。羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的生了。羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗暗-亮亮-暗暗的三層結(jié)構(gòu)，提出生物膜的模型：所有的生物膜都的三層結(jié)構(gòu)，提出生物膜的模型：所有的生物膜都由由蛋白質(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，他把生物膜描三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，他把生物膜描述為述為靜止的靜止的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。暗暗-亮亮-暗暗 電鏡下的細(xì)胞膜電鏡下的細(xì)胞膜 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂單位膜模型 科學(xué)家用冷凍蝕刻技術(shù)發(fā)現(xiàn)，膜蛋白并不是全科學(xué)家用冷凍蝕刻技術(shù)發(fā)現(xiàn)，膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，蛋白質(zhì)分別部平鋪在脂質(zhì)表面，蛋白質(zhì)分別 在磷脂雙

7、分子層中。在磷脂雙分子層中。模型圖模型圖實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5：新技術(shù)帶來新發(fā)現(xiàn)：新技術(shù)帶來新發(fā)現(xiàn)鑲、嵌、貫穿鑲、嵌、貫穿專一性專一性找一找，糖類在哪里呢？ 糖蛋白糖蛋白又稱為又稱為糖被，糖被，具有具有保護(hù)、潤(rùn)滑和識(shí)別保護(hù)、潤(rùn)滑和識(shí)別的作用。的作用。啊啊啊啊啊磷脂磷脂磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖蛋白糖蛋白動(dòng)動(dòng)手：構(gòu)建生物膜的物理模型白細(xì)胞捕捉細(xì)菌的過程白細(xì)胞捕捉細(xì)菌的過程靜止生物膜模型無法解釋的現(xiàn)象靜止生物膜模型無法解釋的現(xiàn)象細(xì)胞分裂的過程細(xì)胞分裂的過程一、生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程細(xì)胞膜有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 37下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？ 膜上的膜上的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)具具有有流動(dòng)性流動(dòng)性。 實(shí)

8、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6 6、19701970年科學(xué)家用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠年科學(xué)家用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用紅色標(biāo)記人細(xì)胞表面的細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，用紅色標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，將小鼠和人細(xì)胞融合。蛋白質(zhì)分子，將小鼠和人細(xì)胞融合。磷脂也具有流動(dòng)性磷脂也具有流動(dòng)性細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性19721972年桑格年桑格(S.J.Singer)(S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)(G.Nicolson)提提出了新的生物膜模型出了新的生物膜模型流動(dòng)鑲嵌模型。流動(dòng)鑲嵌模型。 對(duì)比你自己構(gòu)建的模型對(duì)比你自己構(gòu)建的模型和生物膜流動(dòng)鑲嵌模型和生

9、物膜流動(dòng)鑲嵌模型的異同，回答以下幾個(gè)的異同，回答以下幾個(gè)問題。問題。（1）生物膜的基本支架是）生物膜的基本支架是什么？什么？（2）蛋白質(zhì)分子有哪幾種）蛋白質(zhì)分子有哪幾種存在形式？存在形式？（3）生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是）生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？功能特點(diǎn)是什么？什么？功能特點(diǎn)是什么？ 20032003年度諾貝年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究細(xì)胞膜的美國(guó)科學(xué)究細(xì)胞膜的美國(guó)科學(xué)家家阿格雷阿格雷和和麥金農(nóng)麥金農(nóng)。以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫖镔|(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。所做的貢獻(xiàn)。 不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型二、不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型二、不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲

10、嵌模型1、能體現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的實(shí)例包括、能體現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的實(shí)例包括 （ ）O2、CO2等分子進(jìn)入細(xì)胞等分子進(jìn)入細(xì)胞 吞噬細(xì)胞吞噬抗原吞噬細(xì)胞吞噬抗原唾液腺細(xì)胞分泌唾液唾液腺細(xì)胞分泌唾液 變形蟲的自主運(yùn)動(dòng)變形蟲的自主運(yùn)動(dòng)小鼠與人細(xì)胞融合小鼠與人細(xì)胞融合 A B C D2.下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說法，不正確的是（下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說法，不正確的是（ ）A最初通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成最初通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成B三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)C流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)D三層結(jié)構(gòu)模型和流動(dòng)鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜三層結(jié)構(gòu)模型和流動(dòng)鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的中的分布是不均勻的課堂練習(xí)課堂練習(xí)BD3.如圖是真核細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)