1、會計學1人教版高中生物必修一人教版高中生物必修一42生物膜流動鑲生物膜流動鑲嵌模型嵌模型2知識回顧知識回顧細胞包括哪些結構？細胞包括哪些結構？細胞膜的組成成分是什么？細胞膜的組成成分是什么？組成細胞膜的組成是如組成細胞膜的組成是如何排列的呢，細胞膜的何排列的呢，細胞膜的結夠特點如何？結夠特點如何？新課導入新課導入開篇：從生理功能入手的科學研究19世紀末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細胞的透性實驗不溶于脂質的物質不溶于脂質的物質溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜從實驗現象能推測出什么結論呢？從實驗現象能推測出什么結論呢？思考與討論思考與討論: :最初認識到生物膜是由脂質組成的，

2、是通過對實驗現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質組成最初依據實驗現象和有關知識，經過嚴謹的推理和大膽的想像，提出設想，是一種常見的科學方法。假說還需要通過實驗觀察來證實。提出假說20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的成熟的紅細胞中分離出來，化學分析膜表明：實驗證據實驗證據膜的主要成分是脂質脂質和蛋白質蛋白質脂質和蛋白質是怎樣組合形成膜的呢？問題問題：繼承篇：單位膜模型的提出小資料磷脂是組成細胞的磷脂是組成細胞的主要脂質，是一種主要脂質，是一種由甘油、脂肪酸、由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的和磷酸等所組成的分子。分子

3、。它有一個它有一個親水親水磷酸磷酸“頭頭”部，和一個部，和一個疏水疏水的脂肪酸的的脂肪酸的“尾尾”部。部。想一想：磷脂分子在空氣磷脂分子在空氣- -水界面水界面上會怎么樣鋪展？上會怎么樣鋪展？親水親水“頭部頭部”水水空氣空氣親水的“頭部頭部”與水接觸與水接觸，疏水的“尾巴尾巴”遠離水遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子展成單分子層層。疏水疏水“尾部尾部”水水水水 D水水水水 E水水 C水水水水水水 A水水 B水水細胞膜的兩側都有水環境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測實驗證據 19251925年年 Gorter Gor

4、ter 和和 Grendel Grendel 用用丙丙酮酮（一種有機溶劑）從一定數量的紅細（一種有機溶劑）從一定數量的紅細胞中抽提脂類，在空氣胞中抽提脂類，在空氣- -水界面上鋪展水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的紅細胞表面積的2 2倍倍由此你能得出什么結論？由此你能得出什么結論？脂質分子必然排列為連續的脂質分子必然排列為連續的兩層兩層GORTER脂單分子層=2蛋白質位于細胞膜的什么位置呢？推測？推測？4040年代，曾經有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊年代，曾經有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊假說問題問題：透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡

5、（REMREM）19591959年，羅伯特森（年，羅伯特森（J. D. Robertson J. D. Robertson ）用超薄切片技術獲得了清晰的細胞）用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜電鏡下的照片，顯示暗膜電鏡下的照片，顯示暗- -明明- -暗三層暗三層結構。結構。實驗證據實驗證據蛋白質的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。蛋白質蛋白質蛋白質蛋白質脂質脂質單位膜模型單位膜模型變形蟲的變形運動開拓篇：新技術帶來新模型膜能運動嗎？如果運動，膜上的蛋白質又該位于什么位置？跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白蛋白質在膜中的分布是蛋白質在膜中的分布是不對稱不對稱的的科學家關于蛋白質在細胞

6、膜上存在的三種方式的概括：l在膜表面l嵌在膜中l穿透膜 用熒光染料標記用熒光染料標記某種物質，利用某種物質，利用其熒光特性，來其熒光特性，來反應研究對象的反應研究對象的相關信息。相關信息。熒光標記熒光標記技術3737下下40min40min后出現后出現了什么現象？說明了什么現象？說明什么？什么？膜上的蛋白質具膜上的蛋白質具有有流動性流動性新技術帶來新模型新技術帶來新模型側向擴散運動；旋轉運動；擺動運動小資料磷脂分子的運動細胞膜具有流動性在新的觀察和實驗證據的基礎上，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，為多數人所接受。流動鑲嵌模

7、型流動鑲嵌模型3 3、蛋白質分子存在形態：、蛋白質分子存在形態：有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側的蛋白質分子有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側的蛋白質分子與糖類結合形成糖被。與糖類結合形成糖被。體現了生物膜的不對稱性。體現了生物膜的不對稱性。（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯系）（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯系）生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？20032003年度諾貝年度諾貝爾化學獎授予兩名研爾化學獎授予兩名研究細胞膜的美國科學究細胞膜的美國科學家家阿格雷阿格雷和和麥金農麥金農。以表彰他們在細胞膜以表彰他們在細胞膜物質運輸的通道方面物質運輸的通道方面所做的貢獻。所做的貢獻。

8、 技術的不斷改進和創新，一定讓你對膜技術的不斷改進和創新，一定讓你對膜有了新的認識有了新的認識做一做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可以運動生物膜具有結構特性: 磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質分子蛋白質分子部分鑲在磷脂部分鑲在磷脂雙分子層表面雙分子層表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中流動性流動性成分：19世紀末，歐文頓發現 物質更容易透過細胞膜。 。20世紀初，對膜的化學分析結果指出膜主要由 和 .組成。脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢？ 1925年 荷蘭科學家測得膜單分子層恰為紅細胞表面積的2倍，提出 . 1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生

9、物膜都由 . 三層結構。 如果膜是靜態的，細胞的一些復雜功能又怎樣解釋呢？ 1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顧：對生物膜結構的探索歷程回顧：對生物膜結構的探索歷程溶于脂質的膜是由脂質組成脂質蛋白質脂質分子排列為連續的兩層蛋白質-脂質-蛋白質流動性流動鑲嵌模型ACDB知識闖關：第一關知識闖關：第一關人體內的白細胞能進行變形運動，穿出毛細人體內的白細胞能進行變形運動，穿出毛細血管壁，吞噬侵入人體內的病菌，這個過程血管壁，吞噬侵入人體內的病菌，這個過程的完成依靠細胞膜的的完成依靠細胞膜的 （ ）選擇透過性選擇透過性 保護作用保護

10、作用 流動性流動性擴散擴散C CACDB知識闖關：第二關知識闖關：第二關使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（ ）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是親水性的磷脂是親水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是親水性的磷脂既是疏水性的又是親水性的C CACDB知識闖關：第三關知識闖關：第三關細胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相細胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相關的成分是（關的成分是（ ）磷脂糖蛋白 蛋白質 磷脂、蛋白質C C某研究性學習小組欲研究細胞膜的結構和成分，如果你是課題組成員，請你回答下列問題： （1）應選取人的哪種細胞做實驗（ ） A神經細胞

11、 B口腔上皮細胞 C成熟的紅細胞 D白細胞 （2）將選取的上述材料放入 ，由于滲透作用，一段時間后細胞將破裂，然后再用 法獲得純凈的細胞膜。 （3）若將細胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經過充分攪拌后，下列能正確反應其分布的圖是（ ） （4）脂質單分子層的面積是細胞表面積的2倍，說明 。C CA A蒸餾水蒸餾水離心離心磷脂分子在細胞膜中成雙層排列磷脂分子在細胞膜中成雙層排列知識闖關：最后一關知識闖關：最后一關19世紀末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細胞的透性實驗不溶于脂質的物質不溶于脂質的物質溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜從實驗現象能推測出什么結論呢？從實驗現象能推測

12、出什么結論呢？思考與討論思考與討論: :最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對實驗現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質組成最初依據實驗現象和有關知識，經過嚴謹的推理和大膽的想像，提出設想，是一種常見的科學方法。假說還需要通過實驗觀察來證實。提出假說實驗證據 19251925年年 Gorter Gorter 和和 Grendel Grendel 用用丙丙酮酮（一種有機溶劑）從一定數量的紅細（一種有機溶劑）從一定數量的紅細胞中抽提脂類，在空氣胞中抽提脂類，在空氣- -水界面上鋪展水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的

13、面積恰為成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的紅細胞表面積的2 2倍倍由此你能得出什么結論？由此你能得出什么結論？脂質分子必然排列為連續的脂質分子必然排列為連續的兩層兩層GORTER脂單分子層=2蛋白質位于細胞膜的什么位置呢？推測？推測？4040年代，曾經有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊年代，曾經有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊假說問題問題：在新的觀察和實驗證據的基礎上，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，為多數人所接受。流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型ACDB知識闖關：第二關知識闖關：第二關使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（ ）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是親水性的磷脂是親水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是親水性的磷脂既是疏水性的又是親水性的C C某研究性學習小組欲研究細胞膜的結構和成分，如果你是課題組成員，請你回答下列問題： （1）應選取人的哪種細胞做實驗（ ）