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1、学习目标 1.简述生物膜的结构。 2.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。 3.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。 学习重点 流动镶嵌模型的基本内容。 学习难点 探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。,一、对生物膜结构的探索历程,让我们跟随科学家一同去探索,时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿(E.Overton）,实验：用500多种物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶 于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。,相似相溶原理,1、对生物膜成分的探索脂质,资料1,假说：膜是由脂质组
2、成的,发现:,资料2,时间：20世纪初 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后进行化学分析。,化学分析表明：膜的主要成分是 脂质和蛋白质组成膜的脂质中磷脂含量最多,脂质分子与蛋白质在膜中如何排列,2、对生物膜成分的探索,小资料,磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。 它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。,想一想： 磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？,亲水“头部”,水,空气,亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。,疏水“尾部”,细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推
3、测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？,推测,时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，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两倍。,膜中脂质分子排列为连续两层,资料3,3、对生物膜结构的探索磷脂双分子层,结论：,猜想,利用给定的材料猜想磷脂双分子层与蛋白质的排布方式。,资料4：罗伯特森的实验 电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。,超薄切片技术获得的细胞膜照片,生物膜是由“蛋白质脂质蛋白
4、质”构成的三层静态统一结构（三明治模型）。,4.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式（一）,假说：,三明治模型,1.蛋白质在膜中分布的对称性 2.静态结构,要点：,标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。,蛋白质( )在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是（ ）的,5.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式（二）,资料5.冰冻蚀刻电子显微法,不对称,镶在、嵌入、横跨,1、蛋白质与磷质排布与你先前的猜想是否一致？ 2、三明治模型有何不足之处，结合已有知识找出证据说明。,变形虫的变形运动,变形虫在吞噬草履虫,37下40min后出现了什么现象？说明什么？,结论：蛋白质分子是可以运动
5、的 ,说明细胞膜具有一定的流动性,时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同 荧光染料标记后融合。,6.新技术带来新模型（一）,在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为多数人所接受。,7.新技术带来新模型（二）,流动镶嵌模型基本内容的总结:,1、生物膜的组成成分：,2、生物膜的基本支架：,3、蛋白质分子位置：,4、生物膜的结构特点：,主要由蛋白质和脂质组成,磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝向内侧）。,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
6、嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）,流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）,细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）,5、糖被（位置、化学本质、作用）,1、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?,思考,2、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。,生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型.,1. 科
7、学研究的艰辛历程; 2.告诉我们建立模型的一般方法; 3.实验技术的进步推动科学发展; 4.结构与功能相适应； 5.科学理论是在不断修正中完善的。,多种物质对膜通透性实验,对红细胞膜化学分析,红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面积的两倍,电镜下膜呈“暗亮暗”三层结构,蛋白质脂质蛋白质,人、鼠细胞融合实验。,新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。,膜是由脂质组成的,膜中含脂质和蛋白质,脂质双层结构,膜具流动性,流动镶嵌模型,1972，桑格和尼克森,1970年,1959年， 罗伯特森,1925年， 两位荷兰 科学家,20世纪初,19世纪末 欧文顿,列表总结：生物膜结构的探究历程,磷
8、脂双分子层,蛋白质分子,镶在磷脂双分子层表面,部分或全部嵌入磷脂双分子层中,流动性,成分,概念图小结,1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ） A 细胞膜具有一定流动性 B 细胞膜是选择透过性 C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,课堂反馈,C,2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（ ）A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B细胞膜表面有糖蛋白 C细胞膜具有一定的流动性 D细胞膜具有选择透过性,B,3、变形虫的任何部位都能
9、伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ） A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性,B,4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和 血型决定有着密切关系的化学物质是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,A,5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（ ） A. 6 B. 8 C. 12 D .16,B,6、研究中发现，把用发射性同位素3H标记的氨基酸注入胰岛细胞中，结果会在细胞外检测到含放射性元素的蛋白质，蛋白质是以_ 的形式释放到细胞外的，这一事实证明了细胞膜具有_ 的结构特点。,囊泡,流动性,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,谢谢指导,
