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1、生物生物课堂课堂 资料一资料一 1919世纪末世纪末, ,欧文顿曾用欧文顿曾用500500多种化学物多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实质对植物细胞的通透性进行上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不验，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能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。入细胞。一、对生物膜成分的探索一、对生物膜成分的探索细胞膜含有脂质细胞膜含有脂质2 2. .在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取和鉴定吗？进行提取和鉴定吗？有
2、必要，有必要，通过鉴定能更准确地说明问题。通过鉴定能更准确地说明问题。3 3. .那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取和鉴定呢？和鉴定呢？当时的技术不能实现当时的技术不能实现1.1.生物膜是由脂质组成的，这个结论依据的是生物膜是由脂质组成的，这个结论依据的是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？和鉴定？通过对现象的推理分析的通过对现象的推理分析的4.4.如果要提取纯净的细胞膜，你们会选择什么如果要提取纯净的细胞膜，你们会选择什么细胞？为什么？细胞？为什么？ 哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞因为因为
3、哺乳动物成熟的红细胞哺乳动物成熟的红细胞无各种细胞器，细胞无各种细胞器，细胞核。核。 资料二资料二 20世纪初，科学家们第一次将细胞膜从红细世纪初，科学家们第一次将细胞膜从红细胞中分离出来，化学分析表明，它们的主要成分胞中分离出来，化学分析表明，它们的主要成分是是脂质脂质和和蛋白质蛋白质。红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜一、对生物膜成分的探索一、对生物膜成分的探索头部头部尾部尾部亲水性亲水性疏水性疏水性磷脂分子磷脂分子 二、对生物膜结构的探索二、对生物膜结构的探索胆胆 碱碱磷磷 酸酸甘甘 油油脂肪酸脂肪酸资料三资料三 19251925年，两位荷兰科学家用丙酮从年，两位荷
4、兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气人的红细胞中提取脂质，在空气水界水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的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面积恰为红细胞表面积的2 2倍。倍。结论结论：构成细胞膜的磷脂分子排列成连续的构成细胞膜的磷脂分子排列成连续的两层两层二、对生物膜结构的探索二、对生物膜结构的探索模型建构模型建构1 磷脂分子在空气和水界面上铺展成单层分子头尾磷脂分子在空气和水界面上铺展成单层分子头尾如何排布？如何排布？模型构建模型构建2： 这双层磷脂分子头尾如何排这双层磷脂分子头尾如何排布构成生物膜的？布构成生物膜的？连续两层连续两层排列排列模型构建模型构建3
5、 3蛋白质如何排布于磷脂双分子层中呢？蛋白质如何排布于磷脂双分子层中呢？二、对生物膜结构的探索二、对生物膜结构的探索资料四：资料四：电子显微镜电子显微镜是用电子束来照射被检是用电子束来照射被检样品，入射电子与蛋白样品，入射电子与蛋白质和磷脂中不同的原子质和磷脂中不同的原子发生碰撞，对电子有不发生碰撞，对电子有不同的散射度，蛋白质的同的散射度，蛋白质的电子密度高，显黑色，电子密度高，显黑色，发暗。磷脂分子的电子发暗。磷脂分子的电子密度低，发亮。密度低，发亮。暗暗亮亮暗暗蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质二、对生物膜结构的探索二、对生物膜结构的探索 生物膜是静态的结构，生物膜是静态的结构，还是动态的
6、结还是动态的结构？构？质疑质疑 细胞膜是静态的结构，还是动态的结细胞膜是静态的结构，还是动态的结构？构？ 有什么实验可以证明细胞膜中的物质有什么实验可以证明细胞膜中的物质是不断运动的？是不断运动的？是动态的结构是动态的结构资料五：资料五：荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞细胞细胞融合融合杂交细胞杂交细胞红色荧红色荧光光的的染染料标记料标记膜蛋白膜蛋白绿色荧绿色荧光光的的染染料标记料标记膜蛋白膜蛋白结论：生物膜具有流动性结论：生物膜具有流动性蛋白质是蛋白质是镶在表面、嵌入、贯穿镶在表面、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。在磷脂双
7、分子层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的 冰冻蚀刻电镜技术观察到的蛋白质分布模型冰冻蚀刻电镜技术观察到的蛋白质分布模型1 1、蛋白质是以哪些方式排布于磷脂双分子层中？、蛋白质是以哪些方式排布于磷脂双分子层中？2 2、评价一下我们做的模型？、评价一下我们做的模型？19721972年，桑格（年，桑格（S. J. SingerS. J. Singer）和尼克森）和尼克森（G. NicolsonG. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出冻蚀刻技术的研究结果，提出“流动镶嵌流动镶嵌模型模型”。三、科学家对生物膜探究的成果三、科学
8、家对生物膜探究的成果细胞膜的流动镶嵌模型细胞膜的流动镶嵌模型ABCD D糖脂糖脂糖蛋白的作用：糖蛋白的作用： 1 1 有保护和润滑作用有保护和润滑作用 2 2 与细胞识别有密切关系与细胞识别有密切关系 生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？思考与讨论思考与讨论 分析生物膜模型的建立和完善的过程我们可以得到分析生物膜模型的建立和完善的过程我们可以得到哪些启示？哪些启示？A、探索历程艰辛、探索历程艰辛B、结构与功能是相适应的、结构与功能是相适应的C、实验技术水平推动科学发展、实验技术水平推动科学发展科学是一个动态发展的过科学是一个动态发展的过程，这一过程是永无止境
9、程，这一过程是永无止境的。的。课堂练习：第一题课堂练习：第一题 判断题判断题 所有的细胞都具有相同的细胞膜结构，所有的细胞都具有相同的细胞膜结构，即由磷脂分子构成膜的基本支架，即由磷脂分子构成膜的基本支架，“嵌入嵌入”支架或支架或“漂浮漂浮”在支架两侧的蛋白质的在支架两侧的蛋白质的种类和数量相同。（种类和数量相同。（ ）ACDB课堂练习：第二题课堂练习：第二题一定的流动性一定的流动性保护作用保护作用 信息交流信息交流选择透过性选择透过性C变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于
10、细胞膜的（依赖于细胞膜的（ ）ACDBACDB课堂练习：第三题课堂练习：第三题组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架的是下述特点，其中描述细胞膜基本支架的是 ( )( )磷脂排布成双分子层磷脂排布成双分子层蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性膜两侧的分子结构和性质不尽相同膜两侧的分子结构和性质不尽相同 蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中 D思考：思考： 流动镶嵌模型与蛋白质流动镶嵌模型与蛋白质脂质脂质蛋白质三层蛋白质三层结构模型有何异同？结构模型有何异同？相同点：相同点：都认为组成细胞膜的主要物质是都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质脂质和蛋白质。不同点不同点：1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不均匀不均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧布在脂双层的两侧2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动运动的，的，而三层结构认为生物膜是静止结构而三层结构认为生物膜是静止结构
