全省生物優(yōu)質(zhì)課比賽一等獎獲獎?wù)n件《生物膜的流動鑲嵌模型》(2010年)

1、生物膜的流動鑲嵌模型,人教版 必修1 第4章 第2節(jié),西安高新一中 閆 鋒,第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型,(彈出動畫)是誰,隔開了原始海洋的動蕩,是誰,為我日夜守邊防,是誰,為我傳信報安康。沒有你,我——一個小小的細(xì)胞會是何等模樣?,如果讓你構(gòu)建生物膜的結(jié)構(gòu)模型，你需要獲取與生物膜有關(guān)的哪些資料？,思考：,資料1,,●,,,●,,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),溶于脂質(zhì)的物質(zhì),,細(xì)胞膜,1859年，

2、歐文頓(Overton)選用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)：,從實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？,提出假說：,膜是由脂質(zhì)組成的。,20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的成熟的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：,資料2——實驗證據(jù),膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？,問題：,資料3： 磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，親水性“頭”部易溶于水，可與水分子或其它親水分

3、子聚集，疏水性“尾”部不溶于水，遠(yuǎn)離水分子或親水性分子。,模型構(gòu)建1：將很多磷脂分子在空氣—水界面上鋪展成單分子層，磷脂分子的頭尾將如何排布？,模型構(gòu)建2： 磷脂分子在水中將怎樣排布呢？,模型構(gòu)建3： 細(xì)胞膜內(nèi)外是水環(huán)境，那么，膜內(nèi)磷脂分子是怎樣排布的呢？,結(jié)論：,1925年，兩位荷蘭科學(xué)家戈特(Gorter)和格倫德爾(Grendel)用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取磷脂，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積

4、恰為紅細(xì)胞膜面積的兩倍。,資料4 ——實驗證據(jù),脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。,蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？大膽推測？？……,問題：,電子束照射大分子物質(zhì)散射度高，黑暗是蛋白質(zhì) 照射小分子物質(zhì)，散射度低，光亮是磷脂,資料5,1959年，羅伯特森（J.D.Robertson）利用超薄切片技術(shù)在電鏡下觀察細(xì)胞膜。,兩層暗層,一層明層,,,,生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。,—單位膜模型,構(gòu)建模型

5、,要點：①蛋白質(zhì)均勻分布在磷脂雙分子層兩側(cè) ②膜為靜止的結(jié)構(gòu),羅伯特森提出：,資料6—生物膜的冰凍蝕刻,將細(xì)胞膜置于-100℃的干冰或-196℃的液氮中，進(jìn)行冰凍。用冷刀驟然將標(biāo)本斷開，升溫后，冰在真空條件下迅即升華，暴露出斷面結(jié)構(gòu)，稱為蝕刻，在電鏡下觀察。,生物膜中的蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨于磷脂雙分子層。,資料7----變形蟲運動,,資料8： 1970年 弗雷和埃迪登,結(jié)論：,細(xì)胞膜具有流動性（蛋白質(zhì)）,①側(cè)向擴(kuò)散運

6、動；②旋轉(zhuǎn)運動；③擺動運動,,小資料,磷脂分子的運動,細(xì)胞膜具有流動性,,單位膜模型的缺陷,單位膜模型不能很好地解釋膜的結(jié)構(gòu)和功能,單位膜模型認(rèn)為,膜是靜止的,實驗或事實證明,膜是流動的,蛋白質(zhì)均勻分布,蛋白質(zhì)不均勻分布,蛋白質(zhì)分布在磷脂雙分子層兩側(cè),蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層,流動鑲嵌模型,1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了生物膜的流動鑲嵌模型(fluid mosaic model)

7、。,思考： 問題1：請你談?wù)劻鲃予偳赌Ｐ偷幕緝?nèi)容是什么？生物膜在結(jié)構(gòu)上有怎樣的特點？ 問題2：在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示？ 問題3：下列物質(zhì)中最容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的是葡萄糖?蛋白質(zhì)?甘油?還是無機(jī)鹽離子？,,,,,,,,,,,,,,假說,科學(xué)實驗,科學(xué)家,時間,,,,,,,,,,,,,歐文頓,兩位荷蘭科學(xué)家,羅伯特森,19世紀(jì)末,1925年,1959年,1970年,1972年,膜

8、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(xì)胞膜具有流動性,在新的觀察和實驗證據(jù)基礎(chǔ)上,弗雷和埃迪登,桑格和尼克森,小結(jié)： 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性的實驗，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜,從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，面積是細(xì)胞膜的2倍,電鏡下看到細(xì)胞膜有“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,分別用綠色和紅色熒光染料標(biāo)記兩種細(xì)胞的蛋白質(zhì)，并將兩細(xì)胞融合，發(fā)現(xiàn)熒光均勻分布,細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)

9、的兩層,流動鑲嵌模型,小結(jié)：概念圖,,,,,,,,,,,,,,,基本支架,,,具有流動性,有的橫跨整個磷脂雙分子層,生物膜,,大多數(shù)可以運動,,,,,生物膜具有結(jié)構(gòu)特性:,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子,部分鑲在磷脂雙分子層表面,部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,流動性,成分,課后探究 1、生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺？細(xì)胞膜上除了含有磷脂、蛋白質(zhì)和糖類外，還有其他物質(zhì)嗎？請你課后搜集這方面的信息。 2、制作細(xì)胞膜模型有