生物膜的流動鑲嵌模型公開課

關于生物膜的流動鑲嵌模型公開課第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1.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，你對科學的過程和方法有哪些領悟？3.生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點體現(xiàn)在哪？本節(jié)聚焦第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的19世紀末歐文頓（E.Overton）用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜。

不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)[資料一]第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月設計實驗進行實驗得出結(jié)論

實驗結(jié)果觀察現(xiàn)象

提出問題作出假說

脂溶性物質(zhì)比非脂溶性物質(zhì)更容易通過細胞膜細胞膜的成分是什么？細胞膜是由脂質(zhì)組成的。從細胞膜中提取到大量磷脂。細胞膜是由脂質(zhì)組成的提取細胞膜進行化學檢測應用化學手段分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多資料1.歐文頓的實驗第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜資料1.歐文頓的實驗●●●●●●●●第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀初,科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。[資料二]結(jié)論：細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成脂質(zhì)中主要成分是：磷脂第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月親水頭部疏水尾部磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在生物膜上是怎樣分布的呢？第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1925年,荷蘭兩位科學家從細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣-水界面鋪成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細胞表面積的2倍。

[資料三]結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月單位膜模型的提出小資料磷脂是組成細胞的主要脂質(zhì)，是一種由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個親水磷酸“頭”部，和一個疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月水環(huán)境水環(huán)境第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂雙分子層第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月[資料四]20世紀40年代，曾經(jīng)有學者推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。但直到50年代，電子顯微鏡的誕生，科學家用它來觀察細胞膜。1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)。假設1：脂質(zhì)—蛋白質(zhì)—脂質(zhì)假設2：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月小知識：電子束照射在分子質(zhì)量高的物質(zhì)上，散射度高，較為黑暗；照射在分子質(zhì)量低的物質(zhì)上，散射度低，較為亮。第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。

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：第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：流動鑲嵌模型與蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型有何異同？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)。不同點：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)認為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月變形蟲的變形運動變形蟲在吞噬草履蟲第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月吞噬作用第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1970年，科學家用發(fā)綠色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，用發(fā)紅色熒光的染料標記小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，[資料五]人細胞鼠細胞熒光標記膜蛋白誘導融合40分鐘后370C結(jié)論：細胞膜具有一定的流動性第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出了流動鑲嵌模型。第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月電鏡冰凍蝕刻細胞膜20世紀60年代科學家用掃描電鏡技術和冰凍蝕刻技術揭示了細胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆粒。[資料六]第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出了流動鑲嵌模型,為多數(shù)人所接受。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)分子有的鑲在磷脂雙分子層的表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月假說科學實驗科學家時間歐文頓兩位荷蘭科學家羅伯特森19世紀末1925年1959年1970年1972年膜是由脂質(zhì)組成的生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細胞膜具有流動性在新的觀察和實驗證據(jù)基礎上弗雷和埃迪登桑格和尼克森對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3、糖被糖脂保護和潤滑；糖蛋白：識別作用（糖類的成分起重要作用）糖被分布在細胞膜的外側(cè)

4、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點

①特點：具有一定的＿＿＿。

②原因：組成膜的＿＿＿和＿＿＿大都是運動的。流動性蛋白質(zhì)脂質(zhì)5、細胞膜的功能特點：選擇透過性1、磷脂雙分子層構(gòu)成了細胞膜的基本骨架2、蛋白質(zhì)分子覆蓋在磷脂雙分子層外側(cè)鑲嵌在磷脂雙分子層兩側(cè)貫穿磷脂雙分子層（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):1、生物膜的組成：2、生物膜的基本骨架：3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點：主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）。有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖蛋白。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。（糖蛋白與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）流動性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的）第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月生物膜的結(jié)構(gòu)特性和功能特性1.生物膜的結(jié)構(gòu)特性：流動性結(jié)構(gòu)基礎：磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)是運動的。實驗驗證：變形蟲的運動、白細胞的吞噬細胞、胞吞和胞吐現(xiàn)象。2.生物膜的功能特性：選擇透過性結(jié)構(gòu)基礎：膜上具有載體蛋白。生理意義：控制物質(zhì)進出。3.流動性和選擇透過性的關系區(qū)別：流動性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點，選擇透過性是生物膜的功能特點。聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現(xiàn)住選擇透過性。第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（）A細胞膜具有一定流動性B細胞膜是選擇透過性C細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂練習2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（）A細胞膜B核膜C線粒體膜C葉綠體膜第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，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（）A5B6C7D84、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關系的化學物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月5、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，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（）A保護作用B一定的流動性C主動運輸D選擇透過性6、下列物質(zhì)中，不能橫穿細胞膜進出細胞的是（）A維生素D和性激素B水和尿素C氨基酸和葡萄糖D酶和胰島素第34頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）上述材料說明細胞膜的結(jié)構(gòu)具有

特性。（2）下列哪些現(xiàn)象與細胞膜伸展突起相關（

）A．腫瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移

B．白細胞吞噬異物C．葡萄糖進入小腸上皮細胞

D．抗體的分泌（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