1、第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型,是誰(shuí),隔開(kāi)了原始海洋的動(dòng)蕩, 是誰(shuí),為我日夜守邊防, 是誰(shuí),為我傳信報(bào)安康。 沒(méi)有你,我一個(gè)小小的細(xì)胞 會(huì)是何等模樣?,丁衛(wèi)萍,2020/7/24,研修班,2,教學(xué)目標(biāo),1、簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。 2、探討在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。 3、探討在建立生物膜模型的過(guò)程中，如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。,問(wèn)題探討,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.屏障分隔作用 2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞 （選擇透過(guò)性） 3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流,彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？,結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn),2020/7/24,

2、研修班,4,自學(xué)指導(dǎo) 預(yù)習(xí)自學(xué)教材P65-P67，完成同步學(xué)案P57【基礎(chǔ)梳理】并思考以下問(wèn)題（四分鐘）,縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型的探索過(guò)程，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了怎樣的作用？ 分析生物膜模型的建立過(guò)程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)是如何體現(xiàn)的？ 你能說(shuō)出流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容嗎？ 通過(guò)分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，你對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法有哪些感悟？,比比誰(shuí)的思維更準(zhǔn)確、更全面、更深刻！,2020/7/24,研修班,5,科學(xué)探究的一般過(guò)程,（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論）,由于受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備等的限制，提出假說(shuō)是科研領(lǐng)域一種非常重要且廣泛使用的方法 也就是“依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嚴(yán)謹(jǐn)推理和大膽想象提出假說(shuō)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3、完善”的探究過(guò)程,2020/7/24,研修班,6,時(shí)間：19世紀(jì)末 1895年 人物：歐文頓(E.Overton）,相似相溶原理,資料1,假說(shuō)： 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(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，化學(xué)分析膜表明：,資料2,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(wèn)題：,單位膜模型的提出,小資料,想一想： 磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？,親水“頭部”,水,空氣,疏水“尾部”,資料三,1925年 Gorter 和 Grendel 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(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表

4、面積的2倍 結(jié)論脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層,GORTER,脂單分子層=2,2020/7/24,研修班,10,請(qǐng)同學(xué)們每?jī)扇艘唤M，合作探究磷脂雙分子層最可能的的排布方式。,2020/7/24,研修班,11,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(cè)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(cè),透射電子顯微鏡（REM）,單位膜模型的提出,單位膜模型無(wú)法解釋的現(xiàn)象,2020/7/24,研修班,14,請(qǐng)同學(xué)們合作探究蛋白質(zhì)分子在生物抹上的存在方式。,新技術(shù)帶來(lái)新模型,蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的,科學(xué)家關(guān)于蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上存在的三種方式的概括： 在膜表面 嵌在膜中

5、穿透膜,新技術(shù)帶來(lái)新模型,37下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？,膜上的蛋白質(zhì)具有流動(dòng)性,新技術(shù)帶來(lái)新模型,側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),小資料,磷脂分子的運(yùn)動(dòng),生物膜具有流動(dòng)性,2020/7/24,研修班,18,已有的科學(xué)認(rèn)識(shí),1、膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。 2、脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層，且頭部 朝外、尾部朝內(nèi)。 3、蛋白質(zhì)在生物膜上的存在有三種方式：在膜表面、嵌在膜中、穿透膜。 4、生物膜具有流動(dòng)性（磷脂雙分子層和大多數(shù)的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的）,2020/7/24,研修班,19,2020/7/24,研修班,20,流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：,1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。,2

6、、蛋白質(zhì)分子鑲嵌、貫穿或覆蓋在磷脂雙分子層上，體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性。,3、生物膜具有流動(dòng)性（磷脂雙分子層具有流動(dòng)性，大多數(shù)的蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動(dòng)的）。,4、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被（糖被與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間的信息交流有密切聯(lián)系） 。,2020/7/24,研修班,21,多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn),對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析,紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面積的兩倍,電鏡下膜呈“暗亮暗”三層結(jié)構(gòu)單位模模型,蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì),人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。,新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。,膜是由脂質(zhì)組成的,膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì),脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu),膜具流動(dòng)性,

7、流動(dòng)鑲嵌模型,1972，桑格和尼克森,1970年,1959年， 羅伯特森,1925年， 兩位荷蘭 科學(xué)家,20世紀(jì)初,19世紀(jì)末 歐文頓,列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程,生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無(wú)缺呢？,？,？,？,2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究細(xì)胞膜的美國(guó)科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。,不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型,新技術(shù)帶來(lái)新模型,技術(shù)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，一定讓你對(duì)膜有了新的認(rèn)識(shí) 課下實(shí)踐作業(yè)嘗試制作細(xì)胞膜模型,做一做,2020/7/24,研修班,25,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(guò)細(xì)胞膜， 這是因?yàn)椋?）

8、 A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性 B 細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性 C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂 分子層為基本骨架 D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種 蛋白質(zhì)分子,第一關(guān),C,隨堂闖關(guān),2020/7/24,研修班,26,細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,第二關(guān),A,隨堂闖關(guān),8.一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度 時(shí)，細(xì)胞膜的厚度變小而表面積增大。變形蟲(chóng) 能做變形運(yùn)動(dòng)。下列各項(xiàng)中，與這些現(xiàn)象有關(guān) 的是 ( ) A.細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性 B.細(xì)胞膜的流動(dòng)性 C.細(xì)胞膜的生理特性 D.細(xì)胞膜的功能特征,B,隨堂闖關(guān),第三關(guān),2020/7/24,

9、研修班,28,4在人和鼠的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體，使之分別結(jié)合到鼠和人的細(xì)胞膜表面抗原物質(zhì)上（如下圖）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)胞開(kāi)始融合時(shí)，人、鼠細(xì)胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細(xì)胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了。請(qǐng)分析回答下面的問(wèn)題。 （1）細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)表明了組成細(xì)胞膜的_分子是可以運(yùn)動(dòng)的，由此也證明了細(xì)胞膜具有_的特點(diǎn)。,蛋白質(zhì),流動(dòng)性,隨堂闖關(guān),第四關(guān),2020/7/24,研修班,29,思考題： 1、縱觀人們建立生物膜模型的探索過(guò)程，你能談?wù)剬?shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用？,在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推

10、動(dòng)作用。,2020/7/24,研修班,30,2、建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是如何得到體現(xiàn)的？,在建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)；使人類一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。,2020/7/24,研修班,31,3、分析生物膜模型的建立過(guò)程，你受到什么啟示？,2020/7/24,研修班,33,返回,小結(jié)：概念圖,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(dòng)性,成分,某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請(qǐng)你回答下列問(wèn)題： （1）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn) （ ） A神經(jīng)細(xì)胞

11、 B口腔上皮細(xì)胞 C成熟的紅細(xì)胞 D白細(xì)胞 （2）將選取的上述材料放入 ，由于滲透作用，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂，然后再用 法獲得純凈的細(xì)胞膜。 （3）若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬?，下列能正確反應(yīng)其分布的圖是 （ ） （4）脂質(zhì)單分子層的面積是細(xì)胞表面積的2倍，說(shuō) 明 。,C,A,蒸餾水,離心,磷脂分子在細(xì)胞膜中成雙層排列,知識(shí)闖關(guān)：最后一關(guān),現(xiàn)象觀察：19世紀(jì)末，歐文頓發(fā)現(xiàn) 物質(zhì)更容易透過(guò)細(xì)胞膜。 提出假說(shuō)： 。 實(shí)驗(yàn)證明：20世紀(jì)初，對(duì)膜的化學(xué)分析結(jié)果指出膜主要由 和 組成。 提出問(wèn)題：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？ 實(shí)驗(yàn)探究： 1925年 荷蘭科學(xué)家測(cè)得膜單分子層

12、恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，提出 . 1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)。 提出新問(wèn)題：如果膜是靜態(tài)的，細(xì)胞的一些復(fù)雜功能有怎樣解釋呢？ 組織新探究：1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有 。1972年，桑格和尼克森提出了 。,回顧：對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,溶于脂質(zhì)的,膜是由脂質(zhì)組成,脂質(zhì),蛋白質(zhì),脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層,蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì),流動(dòng)性,流動(dòng)鑲嵌模型,2020/7/24,研修班,37,當(dāng)年科學(xué)家正是帶著物質(zhì)跨膜運(yùn)輸為什么具有選擇透過(guò)性等一系列問(wèn)題開(kāi)始了對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的不懈地探索，歷經(jīng)了一百多年時(shí)間，直到現(xiàn)在仍有許多科學(xué)家還在繼續(xù)深入研究

13、。,下面就讓我們帶著同樣的疑問(wèn)，穿越時(shí)空隧道親歷科學(xué)家探索的歷程，探究生物膜的結(jié)構(gòu)。,2020/7/24,研修班,38,已有的科學(xué)認(rèn)識(shí),1、膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 2、脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層，且頭部朝外、尾部朝內(nèi),2020/7/24,研修班,39,返回,2020/7/24,研修班,40,科學(xué)研究是要在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂螅岢黾僬f(shuō)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步地驗(yàn)證假說(shuō)。 科學(xué)研究依賴于技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)進(jìn)步了，可以得到更多新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作。 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程不是一帆風(fēng)順的，往往是在繼承的基礎(chǔ)上不斷驗(yàn)證、修正和完善發(fā)展的。 科學(xué)家的觀點(diǎn)并