高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第2节 生物膜的流动镶嵌模型课文课件ppt

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对生物膜结构的探索历程
流动镶嵌模型的基本内容
The basic cntent f flw Msaic mdel
Explratin f bifilm structure
在制作真核细胞三维结构模型的活动中，某小组同学分别用三种材料做细胞膜:塑料袋、普通布和弹力布。讨论:1.根据结构与功能相造应的观点分析，用哪种材科做细脸膜，更造于体现细胞膜的功能?2.你还能想出更好的材料做细胞膜吗?
对生物膜结构的探索流程
19世纪末，欧文顿(EOvertn)曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进人细胞。于是他提出:膜是由脂质组成的。20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，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。他们由此得出结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层!
从物质跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质进出 细胞是有选择性的。为什么生物膜能够控制物质的进出?这与生物膜的结构有什么关系?当年科学家正是怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始探索生物膜结构的。
◎生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么?◎通过分析科学家建立生物膜模型的过程,你对科学的过程和方法有哪些领悟?
1。最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和鉴定?2.在推理分析得山结论后，还有必要对膜的成分进行提取。分离和鉴定吗?3磷脂是一种由甘油、酷所酸和磷酸所组成的分子,磷酸“头”部是亲水的、脂肪酸“尾”部是疏水的。请运用相关的化学知识，解释为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层，而科学家如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的。
膜的成分和结构的初步阐明、最初都是先根据实验现象和有关知识，提出假说。而不是通过实验观察直接证实的，假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想像。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。
除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置呢? 20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。但直到50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。1959年，罗伯特森()在电镜下看到了细腿膜清晰的暗一亮一暗的三层结构(图4-4)，他结合其他科学家的工作，大胆地提出生物膜的模型:所有的生物膜都由蛋白质-脂质一蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。他把生物膜描述为静态的统一结构。图4-4细胞膜结构的电镜照片 20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了。 不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑:如果是这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都不好解释。随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。 1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min两种颜色的荧光均匀分布(图4-5)。这一实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型。其中，1972年桑格(SJ Singer)和尼克森(GNiclsn)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
1.在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步起到怎样的作用? 2.在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点是如何得到体现的?
在细胞膜的外表有一层由细胞脱上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白叫做糖被它在细胞生命活动中具有重要的功能。例如消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用:糖被与细胞表面的识别有密切关系经研究发现动物细胞表面糖蛋白的识别作用，好比是细胞与细胞之间，或者细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
发挥自己的空问想像能力，想像一个近似球形的细胞。其细胞膜的磷脂双分子层的三维立体结构。
生物膜的流动镶嵌模型(fuid msaic mdel)认为，磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷 脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双 分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分 子也是可以运动的(图4-6)。
一、基础题 1.对细胞膜的研究为什么是从生理功能-- 膜的通透性开始的? 2.科学家在实验中发现:脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜的物质中有3.流动镶嵌模型与蛋白质一脂质-蛋白质三层结构模型有何异同? 4.生物的结构特点是: A.构成生物膜的磷脂分子可以运动B.构成生物膜的蛋白质分子可以运动C、构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D.构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动。 二、拓展题1.分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示? 2.生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺? 说说你的看法。
利用废旧物品制作生物膜模型为了对生物膜的分子组成和空间结构有更形象的认识。不妨试做一个流动镶嵌模型。用包裹中药丸的球形蜡质盒做磷脂分子的头部。去掉药盒表面的腊壳,用解剖针在盒子两半的扣合处打两个孔，穿过铁丝或电线使铁丝或电线成为磷脂分子的尾部。再在众子扣合处以及与盒子扣合处相垂直的方向打上两组孔(每组两个孔)。每一个盒子都这样做。用较长的铁丝把盒子穿起来，并扣上两半盒子,排列在个水平面上，这就做好了“磷脂单分子层”。用同样的方法再做一个“磷脂单分子层”这样就做成“磷脂双分子层”用什么材料做蛋白质呢?可以收集废旧包装材料，如包装电器的硬质泡沫塑料，它很容易被你加工成需要的形状。一些“蛋白质”可以”漂浮”在膜的两侧。另一些可以“嵌人”或"贯穿”膜。可以用贯穿膜的“蛋白质”来帮助固定磷脂双分子层，穿铁丝的时候把它们穿上就是了。也许你有更好的材料或想法，希望你能尝试一下。