高中生物人教版分子與細(xì)胞細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出《生物膜的流動鑲嵌模型》-太平中學(xué)歐小琴定稿

第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的生物膜結(jié)構(gòu)一、生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程

資料1：19世紀(jì)末，歐文頓曾用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物的通透性進(jìn)行過上萬次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生物膜對不同的物質(zhì)通透性不一樣：細(xì)胞膜溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)提出假設(shè)：細(xì)胞膜含有

物質(zhì)脂質(zhì)補(bǔ)充：相似相容原理是指結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，能彼此互溶；如：衣服上弄了油漆不用水洗，而用汽油洗。資料2：

科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，

發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶（一種能專一性水解蛋白質(zhì)的酶）分解。提出假設(shè)：細(xì)胞膜還含有

物質(zhì)。蛋白質(zhì)資料3：20世紀(jì)初?？茖W(xué)家第一次將膜從哺乳動

物的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析表明，膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。經(jīng)驗(yàn)證：細(xì)胞膜含有

物質(zhì)。脂質(zhì)、蛋白質(zhì)

磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子，磷脂的“頭部”是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。資料4：磷脂的結(jié)構(gòu)親水性疏水性空氣水磷脂單分子層【活動一】1、認(rèn)識磷脂分子（試圖解釋什么是親水性？什么是疏水性？）的特點(diǎn)，畫出簡圖表示磷脂分子，并制作磷脂分子模型

2、利用你們小組的知識推理和想象，提出許多磷脂分子在空氣和水界面上單分子排布的假說，并用模型來表達(dá)。3、如果用玻璃棒攪拌上面的磷脂分子，有些磷脂分子會迅速在水下形成球形的磷脂分子團(tuán)（即球脂），請你用模型制作出球脂的切面圖?！净顒右弧抠Y料5：1925年荷蘭科學(xué)家用丙酮從紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣和水的界面上鋪成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。這個實(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思考2：磷脂分子的排布情況與其所處的環(huán)境密切相關(guān)，因此要探究磷脂分子在我們的細(xì)胞膜上的排布情況，就應(yīng)該先搞清楚細(xì)胞膜兩側(cè)所處的環(huán)境？【活動二】：1、仔細(xì)觀察下圖，以人體內(nèi)的紅細(xì)胞為例，分析一下細(xì)胞膜兩側(cè)的所處是一種什么環(huán)境？2、請同學(xué)們結(jié)合細(xì)胞膜兩側(cè)所處的環(huán)境，推測細(xì)胞膜上的2層磷脂分子的排布情況，并利用手中的模型在桌子上擺出來。。【活動二】：想象空間

發(fā)揮空間想象力，想象一個近似球型的細(xì)胞，其細(xì)胞膜的磷脂雙分子層的三維立體結(jié)構(gòu)！細(xì)胞膜中磷脂雙分子層構(gòu)成

思考2：細(xì)胞膜中不僅含有磷脂分子，還含有蛋白質(zhì)，那蛋白質(zhì)又是如何分布的呢？靜態(tài)的統(tǒng)一資料6：（1）1959年,羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu),，他結(jié)合其他科學(xué)家的工作大膽的提出生物膜的模型。（2）電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度，因蛋白質(zhì)電子密度高故顯示暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。

羅伯特森提出：所有的生物膜都是由

三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜是

結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂單位膜模型三明治結(jié)構(gòu)資料7：新技術(shù)帶來新發(fā)現(xiàn)專一性

隨著新的技術(shù)手段不斷運(yùn)用于生物膜的研究，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)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)又證明，脂雙層中分布有蛋白質(zhì)顆粒，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)部分或全部鑲嵌、貫穿在脂質(zhì)雙分子層中?！净顒尤浚焊鶕?jù)以上資料，提出蛋白質(zhì)在脂質(zhì)雙分子層中的排布假說，制作三維立體模型。模型制作PK大賽靜態(tài)的統(tǒng)一

羅伯特森提出：所有的生物膜都是由

三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜是

結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂變形蟲吞食草履蟲靜態(tài)的統(tǒng)一

羅伯特森提出：所有的生物膜都是由

三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜是

結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂具有流動性思考3：膜為什么會流動呢？結(jié)合你所制作的模型，嘗試解釋一下細(xì)胞膜具有流動的原因？37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？資料9：

1970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)胞表面的蛋白質(zhì)分子，將小鼠和人細(xì)胞融合。

膜上的蛋白質(zhì)具有流動性。

1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型。1、閱讀教材P68，對照科學(xué)家的流動鑲嵌模型，以小組為單位利用手中的材料制作細(xì)胞膜立體模型，在小組推選一名同學(xué)借助你們小組的模型，在全班講解“生物膜的流動鑲嵌模型。”（講解時應(yīng)包含以下內(nèi)容）（1）基本骨架是什么？蛋白質(zhì)又如何分布有幾種方式？

（2）細(xì)胞膜上的多糖又是如何分布的？這樣的分布對于細(xì)胞而言有何意義？

（3）生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？終極模型制作小組PK大賽PK1、能用最短的時間，做出正確的模型；PK2、能借用模型將細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型

講解清楚（1）基本骨架是什么？蛋白質(zhì)又如何分布有幾種方式？（2）細(xì)胞膜上的多糖又是如何分布的？這樣的分布對

于細(xì)胞而言有何意義？（3）生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型2、能體現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的實(shí)例包括

（

）①O2、CO2等分子進(jìn)入細(xì)胞

②吞噬細(xì)胞吞噬抗原③唾液腺細(xì)胞分泌唾液

④變形蟲的自主運(yùn)動⑤小鼠與人細(xì)胞融合

A．①②③④⑤

B．②③④⑤

C．

①②④⑤

D．①②③課堂練習(xí)B1.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)

C．流動鑲嵌模型認(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

D．三層結(jié)構(gòu)模型和流動鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分