4.2生物膜的流动镶嵌模型

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4.2生物膜的流动镶嵌模型 (共47张PPT)

4.2生物膜的流动镶嵌模型 (共47张PPT)

荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟 后
370C
鼠细胞 结论:细胞膜具有一定的流动性
流动镶嵌模型的基本内容
1. 生物膜的基本支架:磷脂双分子层 2. 蛋白质的位置:镶、嵌、贯穿磷脂双分子层 3. 生物膜的结构特点:具有一定的流动性 4. 糖被(糖蛋白)的功能:保护、润滑、识别等
温故知新
1. P41:细胞膜的主要成分:脂质和蛋白质 2. P64:细胞膜的功能特点:选择透过性 3. P49:生物膜:细胞器膜、细胞膜、核膜等的统称
学习目标
1.简述生物膜的结构。 2.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
一 19世纪末,膜透性实验 二 20世纪初,膜成分实验 三 1925年,膜面积实验 四 1959年,膜结构实验 五 1970年,膜融合实验
时光机之一:19世纪末,欧文顿实验
19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物 细胞的通透性进行上万次实验,发现问题:细胞 膜对不同物质的通透性不同。
● ●● ●● ● ● ●
●不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
细胞膜
假说: 膜是由脂质(磷脂)组成的
细胞膜的通透性实验 时间:1895年
人物:欧文顿
实验:用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性 实验,发现脂质、脂溶性的物质更容易通过细胞膜。
时间:1972年 人物:桑格和 尼克森
提出:流动镶嵌模型 (大多数人接受)
蛋白质分子
磷脂双分子层
※1972年,桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
新技术带来新模型
科学家关于蛋白质 在细胞膜上存在的 三种方式的概括: 1 在膜表面 2 嵌在膜中 3 穿透膜

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型
7/23
空气 水
绘图活动2:如果将水——空气界面上磷脂分子 压入水中,磷脂分子在水中如何分布?
9/23
尝试细胞画出膜中的 磷脂分子的排布模型
10/23
时间:1959年 人物:罗伯特森(J.D.Robertsen) 实验:在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层 结构。
提出假说:生物膜是由“蛋白质—脂 质—蛋白质”的三层结构 11/23 构成的静态统一结构
历史事件
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
历史结论
膜是由脂质组成的 膜中含脂质和蛋白质
脂质双层结构
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构 人、鼠细胞融合实验。 膜具流动性
1972,桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上,提出分子结构模型。
时间:1970年 实验:将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后, 让两种细胞融合,杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光, 放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布 提出假说: 细胞膜具有流动性(膜的结构特点)
12/23
列表总结:生物膜结构的探究历程
时间和人物 19世纪末 欧文顿
20世纪初 1925年, 两位荷兰 科学家 1959年, 罗伯特森 1970年
第四章 第二节
生物膜的流动镶嵌模型
1/23
一、生物膜结构的探究历程
时间和人物 实验内容 结论
时间:19世纪末(1895年) 实验:欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的 通透性进行上万次实验, 发现:细胞膜对不同物质的通透性是不一样的: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。

4.2 生物膜的流动镶嵌模型

4.2 生物膜的流动镶嵌模型


资料2
时 实 结 间:20世纪初 验:科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析 论: 膜的主要成分是蛋白质和脂质(磷脂)
资料3
时 间:1925年 科学家:荷兰科学家Gorter和Grendel 实 验:从红细胞膜中提取脂质,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两倍 现 象: 得出结论: 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
嵌入

横跨
4、在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的 蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,叫做糖被。 有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂。
糖蛋白的作用
1.有保护和 润滑作用; 2.与细胞识 别、信息交 流、免疫反 应、血型决 定等有关。
5.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的
------体现了细胞膜的流动性
二、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
载体种类、数量
选择性。
流动性与选择透过性的关系 (1)区别:流动性是生物膜的结构特点, 选择透过性是生物膜的功能特性。 (2)联系:流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动 性,才能实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是 活细胞的特性,死细胞将失去流动性和膜的选择透过性。
概念图
生物膜
结构特点
放置一段时间后发现两种颜色的荧光均匀分布

论: 细胞膜具有流动性
时间:1972年
人物:桑格和 尼克森
提出:
流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程
时间
19世纪末
科学家
欧文顿
科学实验
假说或结论
用500多种物质对植物细胞进行 膜是由脂质组 上万次的通透性实验 成的
20世纪初
从哺乳动物红细胞中分离出细 膜的主要成分是 某科学家 脂质和蛋白质 胞膜,并分析其成分

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型

结构探究历程
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美 国科学家,这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发 给与细胞膜蛋白质有关的研究成果 。
罗德里克· 麦金农
皮特· 阿格雷
课堂反馈
1、细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构模型的最大的不同是 A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性 B、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细 胞膜具有一定的流动性 C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性 D、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细 胞膜具有透过性
3.脂质和蛋白质是怎样构成细胞膜的?
(1)磷脂分子在细胞膜上的分布? 磷脂分子在空气-水界面上的如何分布? 提示:细胞膜内外都是液体有水的环境 (2)蛋白质分子位于脂双层什么位置?
时间:1925年 人物:荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德 F.Grendel 实验:用有机溶剂丙酮(可以溶解脂质)从 人的红细胞膜中提取脂质,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(S=2S0)
表面 其中
嵌入
蛋白质的三种存在形式构建蛋白质分子在磷脂 双分子层中的排布模型
蛋白质
时间:1970年 实验:弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )将人和鼠的细胞 膜蛋白分别用红、绿荧光标记后,让两种细胞融合,杂交细 胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,放置一段时间后 发现两种颜色的荧光均匀分布。
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
陕西省商洛中学 生物组 刘小刚
学习目标
1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 2.举例说明生物膜具有流动性特点
3.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。
提出时间和学者: 1.生物膜组成成分: 2.基本支架: 3.蛋白质的分布: ①?②?③? 4.结构特点: 5.功能特点: 6.糖蛋白:①分布;②功能 7.糖脂?

人教版必修一生物4.2--生物膜的流动镶嵌模型(共37张PPT)

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课堂练习:
E
M
C
5、如图表示细胞膜的
N
亚显微结构模式图,请
根据图回答:
D
B
A
(4)吞噬细胞吞噬细菌
的过程体现了细胞膜具有_流__动__性。这是因为组___成___细___胞___膜__ _的__磷__脂__分__子__和__多__数__蛋__白__质__分__子__都__是__可__以__运__动__的___。
脂双分子层中。 糖蛋白:具有保护、润滑、细胞
识别的作用。
3、生物膜的结构特点:流动性。 为什么呢?
生物膜的结构模型示意图
课堂小结:
1.生物膜的组成:生物膜主要是由_脂__质___和_蛋__白___质__组成的。
2.生物膜的流动镶嵌模型。
生物膜的流动模型认为,磷_脂__双__分__子__层__构成了膜的基 本骨架;构成生物膜的磷脂具有_流__动___性___;大多数蛋白质 分子也是可以_运___动___的。
当时的技术不能实现
资料三:
时间:20世纪初 实验:科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学
分析 实验结论:确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。
“假说”是在实验与观察的基 础上提出来的,但同时又需要更进 一步的实验来证明!
红细胞的细胞膜
生物膜的主要成分是脂质和蛋白质,那么,
问题二:
资料四:
时间:1925年
3.糖被的结构及功能。
糖被是细胞膜的外表,一层由细胞膜上的__蛋__白__质___ 和_糖__类___结合形成的糖蛋白,其作用是_保__护__和__润__滑__、 _细__胞__识__别__等。
课堂练习:
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( )

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型
磷脂分子在空气 -水界 面上会怎么样铺展?
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 疏水 “尾部” 空气界面上铺展成单分子 层。
空气

单位膜模型的提出
细胞膜的两侧都有水环境存在,同学 们尝试着大胆的推测和想象一下在这 样的环境中,磷脂分子在细胞膜中可 能是怎样排布的呢?
功能特点:
选择透过性 。
小结:概念图
磷脂双分子层 基本支架
生物膜
成分
蛋白质分子
镶在磷脂双分 子层表面 具有流动性
部分或全部嵌入 磷脂双分子层中 大多数可以运动
有的贯穿于整个 磷脂双分子层
生物膜具有结构特性: 流动性
溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质
思考与讨论 : 提出假说
最初认识到生物膜 是最初依据实验现 由脂质组成的, 是通过对实验现象 象和有关知识,经 的推理分析还是通 过严谨的推理和大 过膜成分的提取和 胆的想像,提出设 鉴定?
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢?
想,是一种常见的 科学方法。假说需 在推理分析得出结 要通过观察和实验 论后,还有必要对 进一步验证和完善。 膜的成分进行提取、
分离和鉴定吗?
膜是由脂质组成
从生理功能入手的科学探究
20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来,化学分析膜表明:
膜的主要成分是脂质和蛋白质 问题: 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢?
继承篇: 单位膜模型的提出
单位膜模型的提出
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。
推测??……
40年代,曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的 两边。

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型

生物膜的流动镶嵌模型考点同步解读该节内容主要包括科学家对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两部分。

本节内容与第一节有关生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定联系,并为第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识储备,三节的内在关系是功能-结构-功能。

由此可见,这节安排很巧妙,对整个章节的知识起到了承上启下的作用,通过学习有助于学生逐步建立结构与功能相适应的观点,并培养学生生物学基本科学研究的素养。

核心素养聚焦了解自己的学生是展开教学的基础。

我们的授课对象一般是高中一年级的学生。

他们已经具备了一定的观察、想象和抽象思维能力,但还很不完善,而本节生物膜模型的建构过程较复杂且微观抽象,学生学习起来有一定难度。

同时,我们也应知道他们已经学习了组成细胞的分子、细胞的基本结构:尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识,为本节课的学习奠定了良好的基础。

以上就是我对教材与学情的分析。

为了突出重点、突破难点,本着新课标倡导探究性学习、提高生物科学素养的理念,本节课我计划以探究式教学为主,辅以读书指导法、谈话法、课件动态演示,把微观抽象的内容具体形象化。

而学生进行资料分析、小组讨论、自主探究,力求让每个学生都积极参与、认真思索,充分体现主体作用。

首先由现象入手,通过探索、分析科学家建立生物膜模型的过程,启发学生大胆假设、总结规律。

之后从现象过渡到本质,提出生物膜流动镶嵌模型基本内容,充分遵循学生接受知识的一般规律,由浅及深、由表及里,最终让学生达到理解和掌握的目的。

【教学目标】1.简述生物膜的结构2.流动镶嵌模型的基本内容。

3.探讨建立生物模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。

【知识梳理】一、基础知识学习【学点1】生物膜的探索历程:(1)19世纪末,欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜,提出膜是由脂质组成的。

(2)20世纪初,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。

(3)1925年,荷兰科学家得出结论:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。

4.2生物膜流动镶嵌模型

4.2生物膜流动镶嵌模型

C)
2.罗伯特森的关于生物膜模型的构建:所有的生物 膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜 下看到的中间亮层是脂质分子,两边暗层是蛋白质分
子。这一观点的局限性最主要在于(
A.不能解释生物膜的化学组成
D

B.不能解释生物膜成分的相似性
C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输
D.不能解释变形虫的变形运动
19世纪末,欧文顿(E.Overton)用 500多种化学物质对植物细胞膜的通透 性进行了上万次研究。 溶于脂质的物质, 容易穿过细胞膜, 不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜。
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
● ●
细胞膜
提出假说:膜是由脂质组成的。 友情提示:相似相溶原理
直至20世纪初,科学家第一次将细胞膜
蛋白质 糖被是细胞膜的外表,一层由细胞膜上的_________ 糖类 细胞识别 和______结合形成的糖蛋白,其作用是___________、 免疫反应 _________等。
1.胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质以自
由扩散的方式优先通过细胞膜,这是因为( A.细胞膜具有一定的流动性 B.细胞膜是选择透过性膜 C.细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本支架的 D.细胞膜上镶嵌有各种形态的蛋白质分子
二、生物膜的流动镶嵌模型内容
小结:
脂质 蛋白质 生物膜是由_______和__________组成的。 1.生物膜的组成:
2.生物膜的流动镶嵌模型。
磷脂双分子层 生物膜的流动模型认为,___________构成了膜的基 本骨架;构成生物膜的磷脂具有流动性;大多数蛋白质分 子也是可以运动的。
3.糖被的结构及功能。
你观察到这个结构时, 你会认为这三层结构分 别是什么呢,从而你又 可以提出一个什么假说 呢?

4.2-生物膜的流动镶嵌模型

4.2-生物膜的流动镶嵌模型

变形虫
生物膜的结构特性:
1、镶嵌性:膜的基本结构是由脂质双分 子层及镶嵌在其上的蛋白质构成的。
2、流动性:磷脂分子和大多数蛋白质 分子是可以运动的。
3、不对称性:膜两侧的分子性质和结构 不同,如糖蛋白只分布在细胞膜外面。
生物膜的分子组成、结构、功能的关系:
磷脂分子、 组成 蛋白质分子
结构
决定
功能(物质交换)
4.2生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
①19世纪末:细胞膜是由脂质组成的。 ②20世纪初:细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。 ③1925年:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 ④ 20世纪40年代:推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 ⑤ 1959年:罗伯特森提出生物膜为静态结构,所有的 生物膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。 ⑥1970年:用荧光标记法证明细胞膜具有流动性。 ⑦ 1972年:桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。
具有
具有
具有
运动性
导致
流动性
保证 物质交换 体现 正常进行
选择透过性
1、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散 出来,进入一相邻细胞叶绿体基质内,共穿过
的磷脂分子层数是( C )。
A、4 B、8 C、12 D、16
2、一位细胞学家发现,当温度升高到一定程 度时,细胞膜的面积增大而厚度变小,其决定
种类: 1、有的只参与膜的构成; 2、有的起载体作用,参 与运输过程; 3、有的与糖结合,形成 糖蛋白。
蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面 蛋白质分子有的部分或全部嵌入在磷脂双分子层中 蛋白质分子有的贯穿于整个磷脂双分子层
大多数蛋白质分子也是可以运动的。
流动性和选择透过性的关系:

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型

选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质
决定
结构组成
Page 23
结构探究历程
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
想一想
■作为一个最小生命系统----细胞,最外层的 系统边界----细胞膜有哪些功能? ■如果让你制作一个细胞模型,作为细胞膜的 材料有三种:塑料袋、普通布和弹力布 ,你认 为哪种材料最好?为什么?
Page 2
对生物膜结构的探索
探索一: 19世纪末欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对 植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不 同物质的通透性是不一样的。 溶于脂质的物质
Page 10
②蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的
思考:
“三明治”结构模型有什么不足?
把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然 与膜功能的多样性相矛盾。
Page 11
探索六:
标本用干冰(液氮)冰冻后用冷刀断开,升温后暴露断裂面
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片
冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
Page 8
探索五: 1959年,罗伯特 森在电镜下看到细胞 膜由“蛋白质—脂 质—蛋白质”的三层 结构构成。
蛋 白 质
脂质
提出假说:生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三 层结构构成的静态统一结构
Page 9

请根据罗伯特森观察的结果构建 蛋白质在磷脂双分子层中排布方式的模型
单位膜模型 罗伯特森观点: ①蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧,所有膜厚度相同
相同点: 都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。 1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是 不同点: 不均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀 分布在脂双层的两侧 2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动 的,而三层结构认为生物膜是静止结构

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4、生物膜的结构及功能特点:
结构特点:
具有一定的流动性(磷脂分 子和大多数蛋白质分子都是 运动的) 主要受温度影响,适当温度范围
内,随外界温度升高,膜的流动 性增强,但温度高出一定范围, 则导致膜的破坏。
功能特点: 选择透过性
5.选择透过性和流动性的关联?(理解)
联系:细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基 础。因为只有细胞膜具有流动性,才能表现出选择透 过性,如细胞膜中的部分蛋白质充当载体运输物质进 出细胞,只有它是运动的,才能运输物质。 区别:选择透过性是指能通过小分子隔绝大分子的特 性,如小分子通过是穿过细胞膜的,但流动性是指细 胞膜如同液体一样可以流动,不是固定不变的,体现 流动性的如胞吞胞吐,是不穿过细胞膜的
糖蛋白
蛋白质
磷脂双 分子层
糖蛋白及糖脂的介绍! 一.多糖+蛋白质 == =糖蛋白 注意:1.糖蛋白也称为糖被,具有识别(细胞 之间信息交流),保护和润滑等作用(如:消 化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白)。 2. 存在于膜外表面,是判断膜内外的 标志。 3.糖蛋白只是膜上众多种类蛋白质的一 种,膜上蛋白还有载体蛋白及酶等蛋白质物质 二.多糖+脂质===糖脂 存在于膜外表面
是谁,隔开了原始海洋的动荡, 是谁,为我日夜守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你,我——一个小小的细胞 会是何等模样?
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
丁卫萍
问题探讨
塑料袋
其他……
植物细胞的质壁分离说明膜具有弹性
如果模拟做真核细胞三维结构模型,你认为: 塑料袋、普通布和弹力布,哪种更适合做细胞膜 体现细胞膜的功能?为什么?
2.在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行 提取、分离和鉴定吗? 有必要,通过鉴定能更准确地说明问题 3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离 和鉴定呢? 当时的技术不能实现

【课件】4.2生物膜的流动镶嵌模型

【课件】4.2生物膜的流动镶嵌模型

蛋白质分子的位置
蛋白质
4、生物膜的结构特点:
流动性.(磷脂分子是可以运动的,具有流动性;大多数的蛋 白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。)
5、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。 (糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系 ;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)
• 资料四:1959年,罗伯特森在电镜下观察到细胞膜清晰的 暗-明-暗三层结构。

蛋白质

脂质

蛋白质
静态的统一结构
无法解释现象: 细胞的生长、 变形虫的伪足等。
结论:蛋白质的分布是不对称的。
嵌入

贯穿
资料五: 1970年,科学家用不同的荧光抗体标记人和鼠的细胞膜
人细胞
结论: 荧光标记 诱导
蛋白质
(四)桑格和尼克森在继承与创新中提出流源自镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型
1、生物膜的化学成分: 主要由蛋白质和脂质组成
2、磷脂分子的存在形式: 磷脂双分子层为基本骨架,其中磷脂分子的亲水 性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧。
3、蛋白质分子存在形态: 镶在表面、嵌入、横跨三种。 在细胞膜的外侧,有糖蛋白构成的糖被。
根据实验现象和相关理论知识,提出一种观点 提出假说
需要观察和实验的进一步验证和完善
对欧文顿假说进行验证和完善
• 资料二:
20年后,科学家第一次将膜从哺乳动 物红细胞提取出来。
采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞发生溶 血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉, 即可得到纯净的细胞膜(又称血影).
概念图小结:
生物膜
结构特点
功能特点

4、2生物膜的流动镶嵌模型

4、2生物膜的流动镶嵌模型

罗伯特森 三层结构
蛋白质—脂质—蛋白质
1970年 人、鼠细胞融合实验。
膜具流动性
1972,桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上,提出分子结构模型。 流动镶嵌模型
糖类
糖被(仅外侧)
磷 脂 双 分 子 结构特点:具有一定的流动性(磷脂分子和大层 多数蛋白质分子是可以运动的)
功能特点:选择蛋透白过质性(体现了膜结构内外的不对称性)
人教版高中生物必修一《分子与细胞》 第四章—细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
学习目标
1、生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么? 2、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?
探究历程
欧文顿
19世纪中
19世纪末
奈利用探针刺向 细胞证明细胞表 面有一层膜
探探究历究程历程
“ 蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图
探究历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
朗姆瓦提出磷脂 头部亲水,尾部 疏水
罗伯特森 提 出膜的三层静 态统一结构
19世纪中
20世纪初
1925年
20世纪60年代
19世纪末
1917年
1959年
奈利用探针 刺向细胞证 明细胞表面 有一层膜
科学家通过化 学分析:膜的 主要成分是脂 质和蛋白质
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
3、使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是( )
A、磷脂能迅速吸水
B、磷脂是亲水性的 C、磷脂既是疏水性的又是亲水性的 D、磷脂是疏水性 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( )

高中生物课件-4.2生物膜的流动镶嵌模型

高中生物课件-4.2生物膜的流动镶嵌模型
细胞内部,下列关于脂质体的叙述正确的是:C
A.在a处嵌入脂溶性药物,利用它的 选择透性将药物送入细胞
B.在b处嵌入脂溶性药物,利用它的 选择透性将药物送入细胞
C.在a处嵌入水溶性药物,利用它与 细胞膜融合的特点将药物送入细胞
D.在b处嵌入水溶性药物,利用它与 细胞膜融合的特点将药物送入细胞
如图表示细胞膜的亚显微结构,下列叙述正确的
将其在空气—水界面上铺成单分子层,结果测
得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积
的两倍。下列细胞实验与此结果最相符的是
( )D
A.人的肝细胞
B.蛙的红细胞
C.洋葱鳞片叶表皮细胞 D.大肠杆菌细胞
磷脂是组成细胞膜的重要成分,这与磷脂分子的 头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植 物种子细胞以小油滴的方式贮存油,每个小油滴都由


A
B
C

双层的磷脂分子是“头朝外,尾相对”的排列方式
亲水 疏水 亲水
脂质在细胞膜中排列为连续的两层。
资料五:在1959年,罗伯特森将电子显微镜应用到 探索膜的领域中来。他在电子显微镜下看到细胞膜 “暗亮暗”三层结构。 (提示:1、在电子显微镜下,蛋白质的电子密度 高,显暗色;磷脂分子的电子密度低,显亮色。2、选)
A.根据图示①可判断细胞外和细胞内 B.细胞间的识别、免疫与①有密切的关系 C.适当提高温度将加快②和③的流动速度 D.维生素D进入细胞主要与图中的③有关
生物膜的流动镶嵌模型与“蛋白质——脂质—— 蛋白质”三层结构模型的最大的不同是
A.“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构模型认 为生物膜具有一定的流动性
细胞膜结构的电镜照片
蛋白质—脂质—蛋白质模型
蛋白质

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型

红细胞的细胞膜
那么磷脂和蛋白质是通过什么样的排列组合方 式参与膜的构建的?
1917年,Langmiur发现脂质分子在“水---空气”界 面上形成单分子膜。 请根据磷脂的性质,画出 在“水---空气”界面上, 磷脂分子的排列方式。
现象: 细胞膜内外都是液体环境 推测: 脂质在细胞膜中必然排列成连续的两层
强调了膜的流动性和膜组分的不对称性
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。 2、蛋白质分子有的覆盖在磷脂双分子层的表面,有的镶 嵌在磷脂双分子层中,有的贯穿于磷脂双分子层。 3、构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动。 4、在细胞膜的外表面有糖蛋白,与细胞识别有关。
合作探究:生物膜的特性
1、生物膜的结构特性是什么?
细胞膜
时间:1925年 人物:两位荷兰科学家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。
1959年,罗伯特森利用电镜,获得了清 晰的细胞膜照片,显示暗—明—暗的三层结构。
1、蛋白质—脂质—蛋白质 2、静态的统一结构 无法解释细胞膜复杂的功能
4.2 生物膜的流动 镶嵌模型
【学ห้องสมุดไป่ตู้目标】
1、简述生物膜的流动镶嵌模型。 2、理解生物膜的结构特点是具有一定的流动性。 3、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。 4、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。
【自主预习】
一、1. 脂质 2.脂质和蛋白质 3.两层 4.蛋白质 5.蛋白质—脂质—蛋白质 6.流动性 7.流动镶嵌 二、1.磷脂双分子层 流动性 2.镶在磷脂双分子层表面 嵌入磷脂双分子层中 横跨整个磷脂双分子层 运动 3.糖蛋白 糖脂 4.蛋白质

课件14:4.2 生物膜的流动镶嵌模型

课件14:4.2  生物膜的流动镶嵌模型
细胞融合 变形虫取食、运动 白细胞吞噬吞噬病菌(胞吞) 分泌蛋白的分泌(胞吐) 动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等
资料八
时间:1972年 人物:桑格和尼克森 提出:流动镶嵌模型
二.流动镶嵌模型的基本内容
1、生物膜的基本支架是什么? 磷脂双分子层 2、蛋白质的位置是怎样的呢?
有的镶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,有的贯穿整个磷脂双分子层。
实验现象:细胞膜被破坏。
提出假说:细胞膜的成分中含有蛋白质。
综上所述,生物膜是由 脂质 和 蛋白质 组成的。
生物膜的主要成分是脂质和蛋白质,那么, 这些磷脂在膜中如何排列的呢?
磷脂分子结构特点:
资料三
1917年,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。
亲水头部
疏水尾部
画出下面两种情况下磷脂的排布情况: ①在空气-水界面上 ②完全浸没在水中。
3.生物膜的结构特点? 具有一定的流动性(磷脂分子具有流动性 大多数蛋白质分子也随着运动)
生物膜的流动镶嵌模型
分布在细胞膜外表面,糖蛋白具有保护和 润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等功 能。
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。
绘制细胞膜的亚显微结构示意图
糖蛋白
磷 脂 双 分 子 层
即: 细胞内外都是液体环境!
双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢?


A
B
C
生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质, 其中磷脂分子是双层排布的。
那么,膜中的蛋白质有什么特点呢?
资料五
时小间资:料: 人当物电:子19束5照9射年被检验样品,由于电子与不同物质产生 实碰微验撞镜:罗时下在,显伯电产示特镜暗生森下不带(同,观J散磷察.D射脂细.R度分胞o。子b膜电蛋er。子白ts密质e度电n)低子密,度则高显,示故亮显带。

4.2生物膜的流动镶嵌模型

4.2生物膜的流动镶嵌模型
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,有的贯穿整个磷脂双 分子层。(体现了膜结构内外的不对称性) 4、生物膜的结构特点: 流动性(磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的) 5、糖被(位置、化学本质、作用)
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)
1、对生物膜成分的探索——脂质
资料1
时间:19世纪末 1895年
人物:欧文顿(E.Overton)
非脂溶性物
脂溶性物质

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。 发现细: 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。
提出假说: 膜是由脂质组成的
1、20世纪40年代科学家提出了什么观点? 推测蛋白质覆盖在脂质的两边
2、罗伯特森结构模型的内容是什么?
所有的生物膜都由蛋白质—脂质—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。生物膜是静态的 统一结构。(“三明治”结构)
三 明 治 模 型
要点:12..蛋静白态质 结在构膜中分布的对称性
假说: 细胞膜中的脂质分子必然为连 续的两层
细胞膜的两侧都有水环境存在,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?
水 水
水 DA
水 CB

水 EC
细胞膜中的磷脂如果是单层的,则膜面积展开后应该相等 只有细胞膜中的磷脂是双层的,则膜面积展开后才为1:2
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?
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
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3、蛋白质分子存在形态:
蛋白质镶在、嵌入、贯穿磷脂双分子层。
蛋白质与糖类结合形成糖蛋白(糖被)。
(糖蛋白在细胞外侧,具有识别作用)
4、结构特点: 流动性(磷脂分子和蛋白质都是运动的)
5、功能特点:选择透过性
1.图为细胞膜的流动镶嵌模型图, 正确的是(
D
)
A.细胞膜上的③多数是不可以运动的 B.组成细胞膜的基本支架是② C .细胞膜选择透过性与②种类和数量有关 D.细胞膜表面①的含量比其他生物膜多
蛋白质
单位膜模型
蛋白质的电子密度高,在电镜 下显暗色;磷脂分子的电子密 度低,显亮色。
所有的生物膜都由蛋 白质-脂质-蛋白质三层 结构构成,生物膜是静 态的统一结构
资料5
冰冻蚀刻(冰冻断裂)。标本用干冰等冰 冻。后用冷刀断开,升温后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。
D.高尔基体产生囊泡与细胞膜融合
6.下图表示细胞膜的亚显微结构模式图: (1)[B]_______ 蛋白质 基本单位是 ____,膜基本支架[ D ]_____ 。 氨基酸 磷脂双分子层 (2)[ E ]_______ 糖蛋白 与识别有. (3)变形虫吞噬细菌过程体现 细胞膜______ 流动 性。 (4)不同细胞生理功能不同, 蛋白质 。 取决于细胞膜上的________ (5)细胞膜外侧是____(M 、N) M 流动镶嵌模型
资料6:
时间:1970年
人—鼠细胞融合实验
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的荧光燃料标记后融合。 人细胞 杂交细胞 细胞融合 37oC,40min
小鼠细胞
荧光标记法
37℃下40min后出现了什 么现象?说明什么?
细胞膜上的蛋白质是运动的,膜具有一定的流动性
生物膜的流动镶嵌模型
1972年桑格和尼克森提出了新的生物膜
模型———流动镶嵌模型
(1)生物膜的结构模型:
细胞膜亚显微结构示意图:
糖蛋白(在细胞外侧, 具有识别作用)
磷 脂 双 分 子 层
蛋白质
磷脂分子
3. 下列最能表示细胞膜结构的是(
C)
(2)流动镶嵌模型的基本内容:
1、生物膜的组成:主要由蛋白质和脂质组成
2、生物膜的基本骨架:磷脂双分子层(脚对脚)
思考讨论:
细胞膜是静止不动吗?你能举出实例吗? 质壁分离与复原、变形虫运动、
胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等
1. 生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态 结构模型不能解释下列哪种现象( C ) A.细胞膜是细胞的边界 B.溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜 C .变形虫的变形运动 D.细胞膜中的磷脂分子呈双层排列在膜中
猜谜
是谁,隔开了原始海洋的动荡;
是谁,为我日夜守边防;
是谁,为我传信报安康。(打一细胞结构)
细胞膜
☆思考回答:
1.生物膜系统包括哪些膜?
细胞膜、细胞器膜、核膜
2、细胞膜是由哪些成分构成的?
主要是脂质、蛋白质、少量的糖类
一、对生物膜组分的探索
资料1
时间:1895年 人物:欧文顿(E.Overton) 实验: 不溶于脂质的物质 ●
亲水 “头部” 疏 水 “ 尾 部 ”
想一想:
磷脂分子在空气-水界 面上会怎么样铺展?
空气

1.细胞膜两侧都有水环境存在,推测
磷脂分子在细胞膜中排布是(
B

A
B
组织液 细胞膜 细胞液
C
D
1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮(一种有机溶剂)
从一定数量的红细胞中抽提脂类,
在空气-水界面上铺展成单分子层,
GORTER
测得单分子层的面积恰为红细胞表
面积的2倍
脂质分子必然排列为连续的两层
磷脂双
分子层
脚对脚
→ 磷脂分子
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢?
推测??……
40年代,曾经有学者推测蛋白质覆盖在 脂质的两边
蛋白质 透射电子显微镜 1959年,罗伯特森(J. D. (REM) Robertson )用超薄切片技术获 得了清晰的细胞膜电镜下的照片, 显示暗-明-暗三层结构。 脂质
资料2
科学家发现:细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解,
也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解
推测: 膜的主要成分是脂质和蛋白质
20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的 红细胞中分离出来,化学分析膜表明:
膜的主要成分是脂质和蛋白质
脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢?
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。
相似相容性
溶于脂质的物质

细胞膜 细胞膜的通透性实验 E.Overton的推测: 膜中含脂质。
练习
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双分子层为基本骨架
C

D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
4.透析型人工肾中起关键作用的是人工合成
的膜材料——血液透析膜,其作用是能把病人
血液中的代谢废物透析掉,血液透析膜模拟了 生物膜的(
D
)
A.流动性特点
B.信息交流功能
C.磷脂双分子层结构 D.选择透过功能
9.细胞膜是细胞的边界,下列过程不能体现 细胞膜具.由一个细胞分裂为两个细胞 B.动物细胞膜上的糖蛋白的识别过程 C.植物细胞出现质壁分离
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