生物膜流动镶嵌模型---2016年公开课

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新课导入思考：

生物界与非生物界的差异性体现在哪里？

为什么？第四章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜探索历程 19世纪中 19世纪末 探究历程对生物膜组分的探索Year1895年欧某某（E.Overton）实验细胞膜E.Overton的假说： 膜是由脂质组成的。非脂溶性物质脂溶性物质

小资料

相似相溶

原理：通

俗的讲，

即分子结

构越相似

的物质，

越是容易

相互溶解。

探究历程 19世纪中 19世纪末 20世纪初 探究历程对生物膜组分的探索 科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。红细胞的细胞膜化学分析表明：膜的主要成分是脂质(主要是

磷脂)和蛋白质。 探究历程Year20世纪初 19世纪中 19世纪末 20世纪初 探究历程1917年 探究历程Year1917年对生物膜支架的探索美国科学家朗姆瓦 指出磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。尾部头部(亲水)(疏水) 自主探究Year1917年生物膜支架的探索绘图一：请根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气——水界面的分布模型。水

空气

自主探究Year1925年生物膜支架的探索

绘图二：大胆尝试:请根据细胞生活的环境和磷脂分子特点，构建磷脂分子在细胞膜中的分布模型。膜外（水溶液）膜内（水溶液） 自主探究Year1925年生物膜支架的探索

膜外（水溶液）膜内（水溶液）提出假说：磷脂分子在细胞膜中排列为双分子层 19世纪中 19世纪末 20世纪初 探究历程1925年 探究历程Year生物膜支架的探索

荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel用丙酮从人的成熟红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍

结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！1925年 探究历程1959年 Year1959年生物膜静态结构探索小资料

(关于电镜成像)

电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。 探究历程 罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。Year1959年 罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。生物膜静态结构探索 结论：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构（单位膜模型）。 “ 蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图 探究历程绘图三“三明治”模型 自主探究Year对生物膜结构特点的探究

20世纪

60年代质疑：

1 . 变形虫捕食和运动时伪足的形成?2 . 白细胞吞噬细菌?3 . 胞饮和分泌?4 . 受精时细胞的融合过程??5 . 质壁分离和复原试验

探究历程1959年 探究历程Year20世纪

60年代冰冻蚀刻电子显微法：将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下：生物膜动态结构的探索蛋白质 、 、 在磷脂双分子层中。镶在嵌入贯穿 探究历程1970年 探究历程Year1970年生物膜动态结构的探索弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ):结论:细胞膜上的蛋白质是可以运动的。人鼠细胞融合实验生物膜具有流动性荧光蛋白标记法 探究历程1972年 探究历程Year1972年流动镶嵌模型的诞生桑格和尼克森在继承创新中提出了流动镶嵌模型 S. J. SingerG. Nicolson 探究历程Year1972年流动镶嵌模型的诞生有保护和润滑作用，还与细胞膜表面的识别有密切关系生物膜上的大多数蛋白质分子也是可以运动的 蛋白质镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的。 探究历程Year1972年流动镶嵌模型的基本内容1.成分：脂质、蛋白质、少量糖类

2.生物膜的结构：

磷脂双分子层：基本支架

蛋白质：镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层

糖蛋白：糖类与蛋白质结合形成

3.结构特点：流动性（组成膜的磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动）

4.功能特点：选择透过性 人类对自然界的认识永无止境，随着技术的不断创新和改进，人们对膜的研究必将更加细致入微…… 新的征程制作细胞膜立体模型： 自选设计方法和合适的实验材料。请尝试一下。

立体模型概念图小结生物膜结构特点功能特点结构组成结构探究历程决定③④ ②流动性选择透过性磷脂双分子层蛋白质分子① 研究发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包某某，该膜最可能的结构是( )

A．由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内。

B．由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内。

C．由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜基本相同。

D．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对。强化训练： 谢谢

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