4.2流动镶嵌模型(2017年下期)
生物膜的流动镶嵌模型-教学设计
4.2 生物膜流动镶嵌模型一 .教学目标1.知识与技能简述生物膜的结构2.过程与方法(1)通过设置问题,培养学生发散思维的能力(2)通过教材实验的结果验证自己的猜测,体现科学家思维的快感(3)通过当堂检测,让学生体验成功的快乐3.情感态度与价值观(1)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(2)认同矛盾是推动科学发展动力的观点(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二.教学重点流动镶嵌模型的基本内容三.教学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四.教学方法启发法、问答法、讲授法五.课时安排1课时六.教具准备多媒体课件七.教学过程【创设情境】教师:我们看动物世界的时候,看到猎豹捕食斑马的过程心惊动魄。
这是宏观世界的捕食现象,那么在微观世界中是否也存在捕食现象呢?下面我看一段变形虫与两个草履虫捕食的场景。
播放变形虫捕食两个草履虫的视频。
学生:倾听与观看。
教师:变形虫和草履虫都是单细胞动物,变形虫是如何捕食草履虫的?如果变形虫的细胞膜是刚性的,变形虫能完成捕食行为吗?如果把细胞膜扩大到生物膜层次,那生物膜也应该是流动的,但这一结构模型的发现是很多科学家共同努力来实现的。
好,今天我们就共同来学习生物膜的流动镶嵌模型。
学生:思考,回答。
[创设意图]通过视频短片激起学生的兴奋点并积极参与,同时引出本节课要学习的主题。
【对生物膜结构的探索历程】教师:用多媒体展示:资料1:欧文顿用500多种化学物质进行上万次的实验,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入细胞。
提出问题:根据资料1,结合化学中相似相容原理,请你猜测:细胞膜是由什么组成的?学生:细胞膜是有脂质组成的。
[创设意图]引导学生积极思考教师:用多媒体展示:资料2:1.磷脂分子的结构如图所示:2.人的红细胞生活在血浆中,血浆中自由水最多。
红细胞代谢也需要细胞内有大量的自由水。
4.2细胞膜的流动镶嵌模型.ppt
❖有些则镶嵌在脂双层的内外两侧 表面;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;而三层结构模型认为生物 膜是静态结构。❖4.D。❖二、拓展题---69页
❖1.提示:生物膜结构的研究历史反映了科学研 究的艰辛历程,也告诉我们建立模型的一般方 法。科学家根据观察到的现象和已有的知识提 出解释某一生物学问题的假说或模型,用观察 和实验对假说或模型进行检验、修正和补充。 一种模型最终能否被普遍接受,取决于它能否 与以后的观察和实验结果相吻合,能否很好地 解释相关现象,科学就是这样一步一步向前迈 进的。
练习 69页
❖一、基础题 ❖1.提示:细胞膜太薄了,光学显
微镜下看不见,而19世纪时还没有 电子显微镜,学者们只好从细胞膜 的生理功能入手进行探究。
❖2.脂质和蛋白质。
练习 69页 ❖一、基础题
❖3.提示:这两种结构模型都认为, 组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白 质,这是它们的相同点。不同点是: (1)流动镶嵌模型提出蛋白质在膜 中的分布是不均匀的,有些横跨整个 脂双层,有些部分或全部嵌入脂双层,
1959年罗伯特森提出的“三明治”结 构模型:所有生物膜都由 蛋白质-脂质-蛋白质
三层结构;
1970年,荧光标记小鼠细胞和人细胞
融合实验,指出细胞膜具 流动性
有
;
❖1972年,桑格和 尼克森 提出流动镶嵌模型
思考与讨论66页
❖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?
AA 5 B B6
C7 C D8
D
恭喜你,答 对了!再接 不要灰再心厉,! 再来一次!
10.变形虫的任何部位都能伸出伪足,人体
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
模型建构的基本方法: 实验、推理和想象
提出假说
实验验证 提出假说
……… 建构模型 ……… 修正模型
实验验证
空气 水
与水亲和的亲水头部分布在水中,而两条疏水尾与水不 亲和,因此受到水分子的排斥而朝向空气中。
动动手 如果搅动水槽中的水,迫使磷脂分子进入水 溶液中,磷脂分子在水溶液中又将如何分布?
水
磷脂分子的疏水尾由于受到斥力而自发的聚集起来,形成一个 脂分子团,亲水头部向外,疏水尾部朝内。
动动手 正常情况下细胞膜一般处于什么环境?
磷脂分子形成两层分子, 亲水头部分别在两侧朝向 外部的水溶液,疏水尾部 相对排列在内。
理论需要实验的支持!
生物膜流动镶嵌模型的探索历程
探究一 探究二
1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞 中提取脂质,将提出的脂质在空气—水界面上 铺成单分子层,测得其单分子层所占的面积相
当于所用的红细胞表面积的2倍。
探究一
探究二
探究三 探究四
荧光染料标记实验
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验
人细胞
荧光 标记
蛋白 质
诱导 融合
鼠细胞
40分钟后
370C
1970年,Frye和Edidin 人-鼠细胞融合实验
细胞膜的结构特点:具有流动性。
补充资料:1972年,桑格(S. J. Singer)和尼 克森(G. Nicolson)根据免疫荧光技术、冰冻蚀 刻技术的研究结果证明,膜蛋白主要为球形结构。 冰冻蚀刻电镜技术又证明,蛋白质分子有的镶在 磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双 分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。
• 20世纪初,化学分析结果指出膜主要由 脂质 和蛋白质组成; • 1925年,细胞膜中的脂质排列为连续的 两 层
4.2细胞膜的流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型师:通过上一节的学习,我想请同学们帮我解决一个问题,现在我有塑料袋、普通布和弹力布这三种材料,我要选用一种来制作真核细胞三维结构模型中的细胞膜,你们认为哪一种比较合适生:弹力布塑料袋不具有通透性普通布有通透性,但不具有柔变性弹力布不仅具有通透性,还具有柔变性。
师:当然这三种材料的特性和真实的细胞膜之间都具有很大的差距,从物质跨膜运输的实例我们知道了生物膜对物质的进出是有选择性的,它为什么能够控制物质的进出呢这和生物膜的结构有什么关系今天我们就先跟随科学家的脚步来探索生物膜的结构。
(一、对生物膜结构的探究历程)结构决定功能,我们既然想要知道生物膜为何具有选择透过性,就要先弄清楚生物膜的结构。
一种物质或物体的结构是其组成成分相互组合的体现,所以我们要先来探索生物膜的化学组成成分。
那么生物膜的化学组成成分是什么如果让你来探究这个问题,你会选用何种材料和方法生:选用细胞膜来进行研究,因为细胞膜是生物膜的一种采用化学分析的方法师:那为什么科学家在一开始探究生物膜的化学组成成分时不采用该种方法生:限于当时的技术条件,科学家们不知道生物膜的结构,只好从研究生物膜的生理现象入手来探究其化学组成成分。
师:现在我们就先来看看科学家从细胞膜功能入手的科学研究展示资料一:细胞膜通透性的实验时间:19世纪末,1895年科学家:欧文顿实验:500多种化学物质对细胞膜的通透性实验的现象是什么(可溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
)根据实验现象,欧文顿提出了什么假说(膜是由脂质组成的)师:正是有了实验和观察的依据,科学家才通过严谨的推理和大胆的想象提出了膜是由脂质组成的这一假说,那假说是否还需要通过进一步的观察和实验来进行验证和完善(需要)师:下面我们就来看资料二中的科学家是怎样来验证和完善该假说的。
展示资料二:哺乳动物红细胞膜的化学分析实验时间:20世纪初实验:科学家从哺乳动物的红细胞中分离出细胞膜实验的现象是什么(发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解)你认为细胞膜是由哪些化学成分组成的(膜的主要成分是脂质和蛋白质)师:细胞膜中的化学成分是怎样有机结合构成细胞膜的呢这其中就涉及了磷脂的排列方式,蛋白质的排列方式,以及模型的建构。
高中生物必修一课件:4.2 生物膜的流动镶嵌模型(共21张PPT)[优秀课件][优秀课件]
结论:_细__胞__膜__中__的__脂__质__分__子__必__然__排__列__为__连__续___ _的__两__层__!___________________________
一、对生物膜结构的探究历程
第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
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?
一 、对生物膜结构的探索历程
1.从生理功能入手,研究膜成分
19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞 的通透性进行过上万次实验:
人生从来没有真正的绝境。无论遭受多少艰辛,无论经历多少苦难,心中都要怀着一粒信念的种子,有什么样的眼界和胸襟,就看到什么样的风景。你的心有多宽,你 局有多大,你的心就能有多宽。我很平凡,却不简单,只要我想要,就会通过自己的努力去得到。羡慕别人不如自己拥有,现在的努力奋斗成就未来的自己。人生要学 存了一次丰收;你若努力,就储存了一个希望;你若微笑,就储存了一份快乐。你能支取什么,取决于你储蓄了什么。没有储存友谊,就无法支取帮助;没有储存学识 储存汗水,就无法支取成长。想要取之不尽的幸福,要储蓄感恩和付出。人生之路并非只有坦途,也有不少崎岖与坎坷,甚至会有一时难以跨越的沟坎儿。在这样的紧要 再向前跨出一步!尽管可能非常艰难,但请相信:只要坚持下去,你的人生会无比绚丽!弯得下腰,才抬得起头。在人生路上,不是所有的门都很宽阔,有的门需要你弯 必要时要能够弯得下自己的腰,才可能在人生路上畅通无阻。跟着理智走,要有勇气;跟着感觉走,就要有倾其所有的决心。从不曾放弃追求,从不愿放弃自己的所有, 风景,领略太多的是是非非,才渐渐明白,人活着不只为了自己,而活着,却要活出自己你不会的东西,觉得难的东西,一定不要躲。先搞明白,后精湛,你就比别人 不舍得花力气去钻研,自动淘汰,所以你执着的努力,就占了大便宜。女生年轻时的奋斗不是为了嫁个好人,而是为了让自己找一份好工作,有一个在哪里都饿不死的 收入。因为:只有当你经济独立了,才能做到说走就走,才能灵魂独立,才能有资本选择自己想要伴侣和生活。成功没有快车道,幸福没有高速路,一份耕耘一份收获 的努力和奔跑,所有幸福都来自平凡的奋斗和坚持。也许你要早上七点起床,晚上十二点睡觉,日复一日,踽踽独行。但只要笃定而动情地活着,即使生不逢时,你人 器晚成。无论遇到什么困难,受到什么伤害,都不要放弃和抱怨。放弃,再也没有机会;抱怨,会让家人伤心;只要不放弃,扛下去,生活一定会给你想要的惊喜!无 么伤害,都不要放弃和抱怨。放弃,再也没有机会;抱怨,会让家人伤心;只要不放弃,扛下去,生活一定会给你想要的惊喜!行动力,是我们对平庸生活最好的回击。 就在于行动力。不行动,梦想就只是好高骛远;不执行,目标就只是海市蜃楼。想做一件事,最好的开始就是现在。每个人的心里,都藏着一个了不起的自己,只要你 悄酝酿着乐观,培养着豁达,坚持着善良,只要在路上,就没有到达不了的远方!每个人的心里,都藏着一个了不起的自己,只要你不颓废,不消极,一直悄悄酝酿着 着善良,只要在路上,就没有到达不了的远方!自己丰富才能感知世界丰富,自己善良才能感知社会美好,自己坦荡才能感受生活喜悦,自己成功才能感悟生命壮观! 退的理由却有一百个。每条路都是孤独的,慢慢的你会相信没有什么事不可原谅,没有什么人会永驻身旁,也许现在的你很累,未来的路还很长,不要忘了当初为何而 现在,勿忘初心。每条路都是孤独的,慢慢的你会相信没有什么事不可原谅,没有什么人会永驻身旁,也许现在的你很累,未来的路还很长,不要忘了当初为何而出发, 勿忘初心。人活一世,实属不易,做个善良的人,踏实,做个简单的人,轻松。不管以前受过什么伤害,遇到什么挫折,做人贵在善良,做事重在坚持!别人欠你的, 好报;坚持,必有收获!人活一世,实属不易,
4.2 流动镶嵌模型
外、尾部朝内
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①科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和 大胆的想象,提出假说,再通过实验进一步地验证假说。 ② 科学研究依赖于技术的进步,技术进步了,可以得到更 多新的实验数据。 ③科学发现的过程是一个长期的过程,涉及到许多科学家的 辛勤工作。 ④科学发现的过程不是一帆风顺的,往往是在继承的基础上 不断验证、修正和完善发展的。 ⑤科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学 学说不是一成不变的,需要不断完善。 ……………
新技术带来新模型
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。
已有的科学认识
1、膜的主要成分是脂质和蛋白质。 2、脂质分子必然排列为连续的两层,且头部 朝外、尾部朝内。 3、蛋白质在生物膜上的存在有三种方式:在 膜表面、嵌在膜中、穿透膜。 4、生物膜具有流动性(磷脂双分子层和大多 数的蛋白质是可以运动的)
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。
A
(4)脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍,说 明 。 磷脂分子在细胞膜中成双层排列
回顾:对生物膜结构的探索历程
现象观察:19世纪末,欧文顿发现 溶于脂质的 物质更容易透过细胞膜。
提出假说: 。 膜是由脂质组成 实验证明:20世纪初,对膜的化学分析结果指出膜主要由
和
组成。 蛋白质 提出问题:脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢?
流动镶嵌模型基本内容的总结:
1、生物膜的组成成分: 主要由蛋白质和脂质组成 2、生物膜的基本支架: 磷脂双分子层(亲水性头部朝向两侧,疏水性尾部 朝 向内侧)。 3、蛋白质分子位置: 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)
4.2生物膜的流动镶嵌模型
背景知识:
蛋白质分子是水溶性的,蛋白质分子在整体 上表现为亲水性,而有些蛋白质有疏水性部位。
磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部,而且排 列为双分子层,那么蛋白质分子在磷脂双分子层中 是如何排列的呢?
蛋白质位于细胞膜的什么位置?
1959年,罗伯特森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 ”的三层结构构成的静态统一结构。这种结构又称 为三明治结构模型。
4.生物膜的功能特性:选择透过性 (1)选择透过性的含义:水分子自由通过, 一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、 小分子和大分子则不能通过。 (2)原因:
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)
1.在水溶液中,磷脂分子不能单层存在的,会 自发形成双分子层(在其他溶液中可能成单层存 在)。 2.磷脂双分子层有屏障作用,使膜两侧的水溶 性物质不能自由通过,这对细胞的正常结构和功 能的保持是十分重要的。 3.和磷脂双分子层结合在一起的蛋白质是细胞 膜功能的主要执行者。 4.细胞对大分子物质摄入或排出时所进行的胞 吞与胞吐方式须依赖细胞膜的流动性方可完成。 胞吞与胞吐过程中,不曾跨越生物膜。(跨膜 层数为0层)
生命系统的边界
塑料袋
控制物质的进出
具有一定的伸缩性
普通布
功更用 能适哪 于种 体材 现料 细作 胞细 膜胞 的膜
弹力布
结 构
功能
生命系统的 控制物质的 具有一定的 边界 进 具有
-
具有 具有
-
-
具有
弹力布
一、对生物膜结构的探索历程
资料1. 19世纪末,欧文顿用500多种化学 物质对植物细胞进行了上万次的通透性 实验,发现脂质更容易通过细胞膜。
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?
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
2、细胞膜的结构特点:具有一定流动性 ; 细胞膜的结构特点: 功能特点: 功能特点: 选择透过性 。
迁移训练1. 迁移训练1.
一位科学家发现,当温度升高到一定程度时, 一位科学家发现,当温度升高到一定程度时,细胞膜 的厚度变小而面积增大, 的厚度变小而面积增大,这是由于细胞膜的什么特性 所决定的 ( A ) A.具有一定的流动性 B.是选择透过性膜 A.具有一定的流动性 B.是选择透过性膜 D.具有运输物质的功能 C.具有专一性 D.具有运输物质的功能
胆 碱 磷 酸
亲 水 端 疏 水 端
甘 油
脂肪酸
两层脂质分子是怎样排列的呢? 两层脂质分子是怎样排列的呢?
A
B
C
细胞膜中脂质分子“尾尾”相连排列为两层 细胞膜中脂质分子“尾尾”相连排列为两层
4、观察推理,提出最初的生物膜模型 观察推理,提出最初的生物膜模型 生物
20世纪 年代,电子显微镜诞生 世纪50年代 世纪 年代, 1959年“罗伯特森电镜实验” 年 罗伯特森电镜实验”
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 散射度高,黑暗; 子物质,散射度低,光亮。 子物质,散射度低,光亮。
蛋白质-脂质-蛋白质 蛋白质-脂质- 所有的生物膜都由____________________ 所有的生物膜都由____________________ 脂质分子 三层结构构成,中间亮层为_______________ _______________, 三层结构构成,中间亮层为_______________, 蛋白质分子 两边暗层为__________________,并且生物膜 两边暗层为__________________, __________________ 静态 的统一结构。 ________的统一结构 为________的统一结构。
4.2生物膜的流动镶嵌模型
4.对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人的骨髓造血干细胞 移植入病人体内,使病人能够产生正常的血细胞。 移植之前需要捐献 者和病人的血液进行组织配型,主要检测他们的 HLA(人体白细胞抗 原)是否相配。HLA 是指( )。 A.RNA B.DNA C.磷脂 D.糖蛋白 解析:细胞膜表面的糖蛋白具有识别作用,可以识别是同种的细胞或 异种的细胞。 答案:D
欧文顿 提出 膜由脂质组成 提取出细胞膜 1917年 19世纪末 20世纪末初
两位荷兰科学家 提出:脂质分子 排列为两层
弗雷和埃迪登
1959年 1925年
20世纪 60年代
朗姆瓦提出 磷脂头部亲水, 尾部疏水
利用冰冻蚀刻电子 罗伯特森提出 显微法观察细胞膜 膜的三层静态 统一结构
1970年
对生物膜结构的探索历程 对生物膜结构的探索历程
朗姆瓦提出 磷脂头部亲水, 尾部疏水
“三明治”结构模型
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。
一层亮 两层暗
科学家大胆提出的单位膜模型结构:
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。 (“三明治”模型)
“蛋白质-脂质-蛋白质”结构模式图
欧文顿 提出 膜由脂质组成 提取出细胞膜 1917年 19世纪末 20世纪末初
两位荷兰科学家 提出:脂质分子 排列为两层
1959年 1925年
20世纪 60年代
弗雷和埃迪登 进行人鼠细胞 融合实验
1972年
1970年
利用冰冻蚀刻电子 罗伯特森提出 显微法观察细胞膜 膜的三层静态 统一结构 桑格和尼克森 提 出流动镶嵌模型
思考
细胞膜的两侧都有水环 境存在,同学们想象一 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?
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
高中生物4.2 流动镶嵌模型优秀课件
这种特性的生理意义是
控制物质进出细胞。
a侧
①
② ③
b侧
生物膜的流动镶嵌模型
一、制备细胞膜
请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞,并说明 理由
哈哈!我知道了:动物细胞没有细胞壁,
因 为此制哺物的选备乳成红胞择细动熟细中动胞没物膜有细的细胞 材高胞! 料等的核科动原学和物家因众细胞用是多哺哺的乳乳细动动胞物物器高红成!等细熟胞植胞红物作细细 胞
细菌
等渗状态
决定有着密切关系的化学物质是〔 〕
A
A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
4.一位细胞学家发现,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 决定因素是细胞膜的〔 A〕。
A.结构特点具有流动性 B.选择透过性 C.专一性 D.具有运输物质的功能
如下图为细胞膜的亚显微结构,请据图答复以下问 题:
活动主题一
利用你的知识推理和想象,单层磷脂 分子将以怎样的状态铺展在水面上?
空气
水
活动主题二: 磷脂双层分子在细胞上的排布情况
1959年,罗伯特森利用电镜, 获得了清晰的细胞膜照片。
暗 亮 暗
提出假说
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,两边暗层是蛋白质分子。他把生 物膜描述为静态的统一结构。
A.细胞膜是选择透过性膜
B.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
C.细胞膜的分子结构具有流动性
D.有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
2.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁, 吞噬侵入人体内的病菌,这个过程的完成依靠细胞膜
的〔 〕。C
A.选择透过性 B.保护作用
C.流动性
4.2生物膜的流动镶嵌模型
实验五:1970年,Frye和Edidin的人--鼠细胞融合实
验
探究:该实验表明什么? 细胞膜具有流动性
变形虫的运动、液泡的生长
实验六:1972年,桑格和尼克森通过观察和实
验,并在继承前人的研究成果基础上,提出了生 物膜分子模型,即流动镶嵌模型,并被多数人所 接受。
1、流动镶嵌模型的基本内容
磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是 静止的,而具有流动性; 蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层中,可以运动<行 使选择透过性功能>; 蛋白质分子有的镶在磷脂双分 子层的表面;
5、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 脂质和蛋白质 中有_________________________ 。
有的部分或全部嵌入磷脂双分
子层中; 有的贯穿于整个磷脂双分子层。
脂质、蛋白质、糖类 ①组成成分:______________________ 磷脂双分子层 ②基本支架:______________________
只存在细胞膜上, 与细胞膜外表上的蛋 覆盖、嵌入、贯穿 ③蛋白质分布:____________________ 白质形成糖蛋白, 与细胞的识别、 膜具有流动性 细胞间的信息 ④结构特点:______________________ 交流有关;或是 与膜上的脂质 选择透过性 ⑤功能特点:______________________ 形成层糖脂。
答案:C
1、变形虫的任何部位都能伸出伪足,人体的 某些白细胞能吞噬病菌,这些生理活动的完成 说明细胞膜具有下列哪一特点( )
A、选择透
2、生物膜的结构特点( )
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
4.2细胞膜的流动镶嵌模型(教学设计)
4.2细胞膜的流动镶嵌模型(教学设计)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN5.1 生态系统的结构(教学设计)一、教学内容分析本节课是人教版生物必修3《稳态与环境》的第5章第1节。
该节内容主要从“生态系统的范围”、“生态系统的组成成分”和“食物链和食物网”这三个方面来阐明生态系统中的结构。
生态系统是生命系统层次中的一环,是由生物群落及其生活的无机环境共同作用构成的。
学习这节课需要充分利用学生已有知识和生活经验,通过一个具体生态系统的分析,理解生态系统的结构是由各个组分组成的,并且它们之间相互联系构成一个整体。
通过此环节学习,可以促使学生初步形成整体性、系统性思想,连接学生课内、课外生活,进而向更广阔的社会生活延伸,促进学生的可持续发展。
“生态系统的结构”这一教学内容,紧密联系人类生存的环境。
可以通过引导学生开展有关的实验、调查和搜集资料等活动,特别是了解当地生态系统、保护当地生态环境的活动,提高环境保护意识。
二、教学目标1、知识目标(1)掌握生态系统的概念和结构,掌握生态系统的成分和功能理解生态系统是统一的整体这个概念。
(2)掌握食物链和食物网的概念和意义2、能力目标(1)培养学生自主学习的能力(2)培养学生的逻辑思考能力、处理抽象知识的能力3、情感目标(1)培养学生对环境保护的意识教学重点:生态系统的组成成分和生态系统的营养结构。
教学难点:生态系统的各组成成分在生态系统中的作用。
三、学情分析学生在初中已经接触了生态系统的概念、结构,知道食物链和食物网,对生态系统有一个感性认识;学生在现实生活中接触到一些生态系统,例如池塘生态系统、湖泊生态系统(如福州西湖、厦门筼筜湖等),但是要深入领会生态系统在结构上具有密切的联系,理解“生态系统是一个有机的统一整体”,并领会“结构与功能相统一”的生物学观点有较大的难度。
学生已经具备了一定的观察、分析和判断能力,通过合作能够完成对生态系统组成成分的分析,有一定的合作交流和表达能力。
4.2生物膜的流动镶嵌模型(共46张PPT)[优秀课件资料]
部分镶在磷脂 双分子层表面
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
大多数可以运动
生物膜具有结构特性:流动性
功能特性:选择透过性
知识闯关:第一关
人体内的白细胞能进行变形运动,穿出毛细 血管壁,吞噬侵入人体内的病菌,这个过程 的完成依靠细胞膜的 ( )
A 选择透过性 B 保护作用 C 流动性 D 扩散
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
从生理功能入手的科学探究
19世纪末,欧文顿在研究各种植物细
胞的通透性实验
不溶于脂质 的物质
溶于脂质 的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢?
膜是由脂质组成 依据?
思考与讨论: •最初认识到生物膜是由脂质组成 的,是通过对实验现象的推理分析 还是通过膜成分的提取和鉴定?
对生物膜结构的探索历程:
欧文顿:从研究生物膜的功能入手
探 提出:生物膜是由脂质组成的
究
成
欧文顿的假说是否正确?细胞膜中除含
分
有脂质外还有没有其他成分?
化学分析:膜的主要成分是脂质和蛋白质
探 究
探究磷脂在生物膜中的分布
结 构
探究蛋白质在生物膜中的分布
对生物膜结构的探索历程:
欧文顿:从研究生物膜的功能入手
脚踏实地过好每一天,最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼,我怎么能输。只要学不死,就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格, 性格决定命运。不曾扬帆,何以至远方。人生充满苦痛,我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下,又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的 豪言都收起来,所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅,我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗,不抱有一丝幻想,不放弃一点机会,不 停止一日努力。失败时郁郁寡欢,这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力,越幸运。每一个不起舞的早晨,都是对生命的辜负。死鱼随 波逐流,活鱼逆流而上。墙高万丈,挡的只是不来的人,要来,千军万马也是挡不住的既然选择远方,就注定风雨兼程。漫漫长路,荆棘丛生,待我用双手踏 平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志,无高不可攀。人的才华就如海绵的水,没有外力的挤压,它是绝对流不出来的。流出来后,海绵才能吸收新的 源泉。感恩生命,感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题,生命的意义;赞颂真善美,批判假恶丑。记住精彩的瞬间,激动的时刻,温馨的情景, 甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己,幸福无比,善待别人,快乐无比,善待生命,健康无比。一切伟大的行动和思想,都有一个微不足道 的开始。在你发怒的时候,要紧闭你的嘴,免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋,孵出来的却是 失败。没有一个朋友比得上健康,没有一个敌人比得上病魔,与其为病痛暗自流泪,不如运动健身为生命添彩。有什么别有病,没什么别没钱,缺什么也别缺 健康,健康不是一切,但是没有健康就没有一切。什么都可以不好,心情不能不好;什么都可以缺乏,自信不能缺乏;什么都可以不要,快乐不能不要;什么 都可以忘掉,健身不能忘掉。选对事业可以成就一生,选对朋友可以智能一生,选对环境可以快乐一生,选对伴侣可以幸福一生,选对生活方式可以健康一生。 含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量,大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力,尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境,其实是心态 在控制个人的行动和思想。同时,心态也决定了一个人的视野、事业和成就,甚至一生。每一发奋努力的背后,必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样,比操劳更 消耗身体。所有的胜利,与征服自己的胜利比起来,都是微不足道。所有的失败,与失去自己的失败比起来,更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学 费。在这个尘世上,虽然有不少寒冷,不少黑暗,但只要人与人之间多些信任,多些关爱,那么,就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情,能了解 别人心灵活动的人,永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗,他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助,也没有人穷 得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老,回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵,昨天的太阳,晒不干今天的衣裳。今天做别人不 愿做的事,明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄,便要学会寡言,每一句话都要有用,有重量。喜怒不形于色,大事淡然,有自己的底线。趁着年轻, 不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练,才会让你真正学会谦恭。不然,你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感,迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态, 是时候对自己说:不为模糊不清的未来担忧,只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中,拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜 花。如果要搞下它,勤奋才能是攀登的绳索。行动是治愈恐惧的良药,而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。海浪的品格,就是无数次被礁石击碎又无数闪地扑向礁 石。人都是矛盾的,渴望被理解,又害怕被看穿。经过大海的一番磨砺,卵石才变得更加美丽光滑。生活可以是甜的,也可以是苦的,但不能是没味的。你可
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细胞融合
37℃ 40min
杂交细胞
绿色荧光染料标记 鼠细胞表面蛋白质
得出结论细:胞膜上的蛋白质具有流动性(能运动)
膜成分中 有蛋白质
• 朗姆瓦的实验
1917年,朗姆瓦(Langmuir)将磷脂溶于苯和水中,当苯挥发完以后,经过推挤, 磷脂分子排列成了单层铺在了水面上。朗姆瓦水盘如下图:
7
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, 测得单分子层面积恰为红细胞表面积的2倍。
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。
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
20世纪初,科学家将膜从哺乳动物的红细膜胞成中分分中离
出来,并且进行了化学分析:
有脂质
(1)细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解;
(2)细胞膜也会被蛋白酶分解。
许多磷脂分子铺在水面上(水—空气界面),磷脂分 子在空气-水界面上会怎样排列?
空气
水
单层磷脂分子
根据磷脂分子的特点,请推测:
将许多磷脂分子注入水中,磷脂分子会怎样排列?
磷脂球
根据磷脂分子的特点,请推测:
让磷脂分子包裹一滴水滴,磷脂分子会怎样排列?
水
根据磷脂分子的特点,请推测:
细胞膜的外侧是外界溶液,内侧是细胞质基质,它们都是含 有大量水的溶液,那么细胞膜中的磷脂分子应该怎么排列?
水水水 水水
磷脂双分子层
1959年罗伯特森电镜下观察细胞膜的 结构 观察结果 暗—亮—暗三层结构
得出结论 生物膜由 蛋白质-脂质-蛋白质 组成
蛋白质排列在脂质两侧
蛋白质分子在生物膜中的分布(冰冻蚀刻观察)
镶在表面
贯穿双分 子层
嵌入膜内
时间:1970年 实验:
红色荧光染料标记 人细胞表面蛋白质
结论: 细胞膜中的脂质分子必然 排列为连续的两层。
思考: 一本书面积为120cm2,将书拆散后的每页纸铺开 成紧密的一层,测得其面积为4800cm2,则 书共有多少页?
磷脂分子
头部 亲水端
尾部 疏水端
根据磷脂分子的特点,请推测:
一个磷脂分子放在水中,磷脂分子会怎样存在?
根据磷脂分子的特点,请推测:
流动镶嵌模型
三、流动镶嵌模型基本内容
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架 2、蛋白质分子层镶、嵌、贯穿在磷脂双分子中 3、磷脂双分子层和大多数蛋白质可以运动
补充:多糖与蛋白质结合成糖蛋白(糖被),在细胞膜外侧
四、生物膜的特点
1、结构特点
具有一定的流动性
举例
膜融合: 囊泡的运输、细胞融合 膜变化: 温度升高,膜变薄
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
一、假设法
发现问题
提出假设
进一步实验
实验结果或现象
解释问题
验证假设
二、对膜结构探究历程
1、欧文顿发现:脂溶性物质更易过膜
膜由脂质构成
2、提取膜,进行化学成分分析(溶剂溶解、加酶分解) 膜主要成分是蛋白质和脂质
3、细胞面积与脂质单分子层面积比较
膜中脂质排列为连续两层
4、分析磷脂分析特点(有亲水头部和疏水尾部) 磷脂双分子层排列头朝外,尾朝内
5、罗伯特森电镜观察到膜有暗—亮—暗三层结构 三层静态模型:蛋白质—脂质—蛋白质
6、新技术手段(冰冻蚀刻技术)观察 蛋白质在膜中分布有镶、嵌、贯穿
7、荧光标记法进行人鼠细胞融合实验
膜具有流动性
8、桑格、尼克森
细胞大小形态变化: 细胞生长、变形虫运动、质壁 分离、胞吞胞吐
2、功能特点
具有选择透过性
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
思考:如果用丙酮提取人口腔上皮细胞中的脂质,
铺成单分子层面积为S1,口腔上皮细胞的表面积为S2,
则,如果是大肠杆菌结果怎样?A: S1=2S2 源自: S1>2S2C:
S1<2S2
细胞膜的通透性实验