第3課時1.4.2《生物膜的流動鑲嵌模型》課件

1、回　　顧,原理：水分子由多→少擴(kuò)散,一、滲透作用,,兩個條件：1、具有半透膜 2、半透膜兩側(cè)溶液有濃度差,二、細(xì)胞的吸水和失水,1.動物細(xì)胞的吸水和失水,2.探究植物細(xì)胞的吸水和失水及探究步驟,重點,重點,探究實驗一般步驟：,提出問題,,作出假設(shè),,設(shè)計實驗,,科學(xué)實驗,,分析結(jié)果,,表達(dá)與交流,（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）,（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）,（設(shè)計方案、預(yù)期結(jié)果…）,（按預(yù)定方案進(jìn)行實驗）,（分析實驗結(jié)

2、果，得出結(jié)論：……）,（總結(jié)，寫實驗報告并適當(dāng)交流）,三、其他物質(zhì)的跨膜運輸,細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)模?1）其它物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?因為水稻從培養(yǎng)液中吸收很少甚至幾乎為零，但水稻卻從培養(yǎng)液中大量吸收水分用于生命活動。,有，因不同的生物細(xì)胞需要的物質(zhì)不一樣，需要的量也不一樣。,4、細(xì)胞對物質(zhì)的吸收有選擇么？如果有，這種選擇有普遍性么？,3、水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運輸也是這樣么？

3、,不一定,并不都是這樣的,這取決于細(xì)胞生活活動的需要,細(xì)胞對物質(zhì)的吸收是有選擇性的。這種選擇性具有普遍性。,,,2）物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c：,1.水分子可以順濃度梯度自由通過；,2.細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過；,3.其他的離子、小分子和大分子不能通過。,結(jié)論：細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜,總結(jié),,那么生物膜的選擇性吸收是否與其特定的結(jié)構(gòu)相關(guān)呢？,第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型,細(xì)胞膜的功能有哪些？,問題探討,用結(jié)構(gòu)跟功

4、能相適應(yīng)的觀點分析，用哪種材料做細(xì)胞膜更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？,細(xì)胞膜具有：1.分隔2.控制物質(zhì)的進(jìn)出3.信息交流,,彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？,教學(xué)目標(biāo)1.簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。2.探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。3.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。教學(xué)重點和難點1.教學(xué)流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2.教學(xué)難點探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀

5、點。,重點,,,科幻之旅 如果有“時光機(jī)器”，將此刻的你送回19世紀(jì)，你會從哪幾個方面去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)?,問題1,細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？,對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程:（一）、從細(xì)胞膜的功能入手的科學(xué)研究,資料1.歐文頓的實驗,時間：19世紀(jì)末（1895年）實驗：歐文頓(E.Overton)用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：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

6、易通過細(xì)胞膜。,提出假說：,膜是由脂質(zhì)組成的,細(xì)胞膜成分分析時間：20世紀(jì)初實驗：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，然后進(jìn)行化學(xué)分析。,資料2.其他科學(xué)家的實驗,化學(xué)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,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？,問題2,（二）單位膜模型的提出,時間：1925年實驗：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂

7、質(zhì)，在空氣－水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的兩倍。,得出結(jié)論： 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層,資料3.荷蘭科學(xué)家的實驗,單位膜模型的提出,,小資料,磷脂是組成細(xì)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(yuǎn)離

8、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”,,,單位膜模型的提出,細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)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(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？,推測,單位膜模型的提出,,實驗證據(jù),1925年 兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機(jī)溶劑）從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層,GORTER,脂單

9、分子層=2×,連續(xù)兩層排列,蛋白質(zhì)位于脂雙分子層的什么位置呢？,問題3,資料4.羅伯特森的實驗和模型,,1959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—明—暗的三層結(jié)構(gòu)。,提出靜止模型的觀點,蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)（單位膜）,“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治模型,,靜態(tài)“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能呢?,質(zhì)疑,變形蟲的變形運動,變形蟲在吞噬草履蟲,（三）新技術(shù)帶來的新模型,資料五時間：20世紀(jì)6

10、0年代 電鏡冰凍蝕刻模型實驗：科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆粒。標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。,,蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。,蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的,冰凍蝕刻電子顯微法,鑲,嵌入,橫跨,資料6.人-鼠細(xì)胞融合實驗(熒光標(biāo)記法),實驗結(jié)論:,細(xì)胞膜具有流動性,1972年，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。,新技術(shù)帶來新模型,,小資料,

11、磷脂分子的運動,細(xì)胞膜具有流動性,流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容,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、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。（糖被與細(xì)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

12、動的）,,拓展升華1。生物膜的流動鑲嵌模型是不是完美無缺了呢？說說你的看法。,生物膜的流動鑲嵌模型不可能完美無缺，人類對自然界的認(rèn)識永無止境，隨著實驗技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對膜的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識會進(jìn)一步深入，不斷完善和發(fā)展流動鑲嵌模型,2.回顧建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用？,在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動作用。如電子顯微鏡的誕生使人們看到了膜的存在，冰凍蝕刻技術(shù)和掃描電子顯微鏡技術(shù)使人們認(rèn)

13、識到膜的內(nèi)外并不對稱，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗，證明了細(xì)胞膜的流動性。,3.在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點是如何得到體現(xiàn)的？,在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點始終引導(dǎo)人們不斷實踐、認(rèn)識、再實踐、再認(rèn)識，使人們一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。一般來說，功能的不同常伴隨結(jié)構(gòu)的差異，而早期的生物膜模型假定所有生物膜都是一樣的，顯然與不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。

14、,,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)！,概念圖,,,,,,,,,,,,,,,,,生物膜,結(jié)構(gòu)特點,功能特點,結(jié)構(gòu)組成,結(jié)構(gòu)探究歷程,決定,流動性,選擇透過性,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子,,,,,,,,,1．下列哪項敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點？（ ） A．細(xì)胞膜是選擇透過性膜 B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動性

15、 D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動 2．人體某些白細(xì)胞能進(jìn)行變形運動、穿出小血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程的完成依靠細(xì)胞膜的（ ）。 A．選擇透過性 B．保護(hù)作用 C．流動性 D．自由擴(kuò)散3．一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時，細(xì)胞膜的面積增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞膜的（ ）。 A．結(jié)構(gòu)特點具有流動性 B．選