生物膜流動(dòng)鑲嵌模型學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1生物膜流動(dòng)生物膜流動(dòng)(lidng)鑲嵌模型鑲嵌模型第一頁，共24頁。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索(tn su)歷程歷程第1頁/共24頁第二頁，共24頁。歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(xinxing)及結(jié)論？及結(jié)論？時(shí)間：時(shí)間：1919世紀(jì)末（世紀(jì)末（18951895年）年）實(shí)驗(yàn)：歐文頓實(shí)驗(yàn)：歐文頓(E.Overton)(E.Overton)用用500500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的胞的通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)

2、的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞。于是他提出：膜是由脂質(zhì)組質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞。于是他提出：膜是由脂質(zhì)組成的。成的。第2頁/共24頁第三頁，共24頁。提出提出(t ch)假說假說(ji shu)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象驗(yàn)證驗(yàn)證第3頁/共24頁第四頁，共24頁。時(shí)間：時(shí)間：2020世紀(jì)初世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物(brdngw)(brdngw)的紅細(xì)胞中分的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜被破壞。白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的

3、物質(zhì)）分解。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜被破壞。探究：你能得出什么探究：你能得出什么(shn me)結(jié)論？結(jié)論？細(xì)胞膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成細(xì)胞膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成(z chn) 。第4頁/共24頁第五頁，共24頁。第5頁/共24頁第六頁，共24頁。親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部脂肪酸脂肪酸“尾部尾部(wi b)”是是疏的。疏的。磷酸磷酸(ln sun)“頭部頭部”是是親水的，親水的，第6頁/共24頁第七頁，共24頁。想一想：想一想：磷脂分子磷脂分子(fnz)(fnz)在空氣在空氣- -水界面上會(huì)怎么樣水界面上會(huì)怎么樣鋪展？鋪展？空氣空氣(kn(kngq)gq)水水第7頁/共24頁第八頁，共24頁。水水組織細(xì)胞組

4、織細(xì)胞水水水水水水第8頁/共24頁第九頁，共24頁。時(shí)間：時(shí)間：19251925年年實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)：兩位荷蘭科學(xué)家戈特（：兩位荷蘭科學(xué)家戈特（E.GorterE.Gorter）和格倫德爾（和格倫德爾（F.GrendelF.Grendel）用丙酮（一種有機(jī)溶劑，）用丙酮（一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣氣-水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的兩倍。積恰好為紅細(xì)胞表面積的兩倍。 得出結(jié)論：得出結(jié)論： 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子(fnz

5、)(fnz)排排列為列為連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層第9頁/共24頁第十頁，共24頁。水溶液環(huán)境水溶液環(huán)境(hunjng) (內(nèi)內(nèi))水溶液環(huán)境水溶液環(huán)境 (外外)連續(xù)連續(xù)兩層兩層排列排列第10頁/共24頁第十一頁，共24頁。時(shí)間：時(shí)間：19591959年年實(shí)驗(yàn)：羅伯特森利用實(shí)驗(yàn)：羅伯特森利用(lyng)(lyng)電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗片，顯示暗 明明 暗的三層結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)的電子密度高，在暗的三層結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色）電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色） 。他結(jié)合。他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽地提出生物膜

6、的模型：其他科學(xué)家的工作，大膽地提出生物膜的模型：“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂脂質(zhì)質(zhì)- -蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三層靜態(tài)的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。三層靜態(tài)的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜的電子顯微圖片細(xì)胞膜的電子顯微圖片(tpin)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細(xì)胞膜的三層結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的三層結(jié)構(gòu)(jigu)模型模型羅伯特森的實(shí)驗(yàn)羅伯特森的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象及及結(jié)論結(jié)論？第11頁/共24頁第十二頁，共24頁。標(biāo)本用干冰等冰凍后用冷刀斷開，升溫后暴露標(biāo)本用干冰等冰凍后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂斷裂(dun li)面，使用電子顯微鏡觀察其結(jié)構(gòu)面，使用電子顯微鏡觀察其結(jié)構(gòu)。細(xì)胞細(xì)胞(xbo)的冰凍蝕刻電子顯微圖片的冰凍蝕刻電子顯微圖片第12頁/

7、共24頁第十三頁，共24頁。蛋白質(zhì)鑲在、嵌入蛋白質(zhì)鑲在、嵌入(qin r)、貫穿在磷脂雙分子層中、貫穿在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布蛋白質(zhì)在膜中的分布(fnb)是不對(duì)稱的是不對(duì)稱的鑲鑲嵌入嵌入(qin r)貫穿貫穿細(xì)胞膜的冰凍蝕刻電子顯微圖片細(xì)胞膜的冰凍蝕刻電子顯微圖片第13頁/共24頁第十四頁，共24頁。提出假說提出假說(ji shu)：細(xì)胞膜具有流：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性動(dòng)性草履蟲草履蟲質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離(fnl)變形蟲變形蟲請(qǐng)思考(sko)：細(xì)胞膜是靜態(tài)的嗎？（舉例說明）第14頁/共24頁第十五頁，共24頁。結(jié)結(jié) 論論 : : 細(xì)細(xì) 胞胞 膜膜 具具 有有 流流 動(dòng)動(dòng) 性性第15頁/共24

8、頁第十六頁，共24頁。時(shí)時(shí) 間：間：1972年年提出提出(t ch)者：桑格（者：桑格（S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)第16頁/共24頁第十七頁，共24頁。2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究(ynji)膜蛋白的美膜蛋白的美國科學(xué)家，這是自國科學(xué)家，這是自1991年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究(ynji)成果成果 。 皮特皮特阿格雷阿格雷羅德里克羅德里克麥金農(nóng)麥金農(nóng)第17頁/共24頁第十八頁，共24頁。時(shí)間和人物時(shí)間和人物歷史事件歷史事件歷史結(jié)論歷史結(jié)論 多種物質(zhì)多種物

9、質(zhì)(wzh)(wzh)對(duì)膜通透性對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析(huxu fnx)(huxu fnx)紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子層分子(fnz)(fnz)的面積是的面積是原膜表面積的兩倍原膜表面積的兩倍電鏡下膜呈電鏡下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由膜是由脂質(zhì)組成的脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)膜具膜具流動(dòng)流動(dòng)性性流動(dòng)鑲嵌流動(dòng)鑲嵌模型模

10、型19721972，桑格和，桑格和尼克森尼克森19701970年年19591959年，年，羅伯特森羅伯特森19251925年，年，兩位荷蘭兩位荷蘭科學(xué)家科學(xué)家2020世紀(jì)初世紀(jì)初1919世紀(jì)末世紀(jì)末歐文頓歐文頓列表總結(jié)：列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程第18頁/共24頁第十九頁，共24頁。概念圖小結(jié)概念圖小結(jié)(xioji)生物膜生物膜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)特點(diǎn)特點(diǎn)功能功能(gngnng)特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程結(jié)構(gòu)探究歷程決定決定 流動(dòng)性流動(dòng)性選擇透過性選擇透過性磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子第19頁/共24頁第二十頁，共24頁。1.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇

11、、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)(wzh)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B 細(xì)胞膜是選擇透過性C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂雙分子層為基本骨架D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子2.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著(yu zhe)密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（ ）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸第20頁/共24頁第二十一頁，共24頁。3.變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程(guchng)的完成都依賴于細(xì)胞膜的（ ） A 保護(hù)作用 B 一定的流動(dòng)性 C 主動(dòng)運(yùn)輸 D 選擇透過性4.4.下圖是神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)下圖是神經(jīng)細(xì)胞

12、的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)模式圖，正確的模式圖，正確的是是第21頁/共24頁第二十二頁，共24頁。5.5.某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請(qǐng)你回答某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請(qǐng)你回答下列問題：下列問題： （1 1）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)（）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)（ ） A A神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞 B B口腔上皮細(xì)胞口腔上皮細(xì)胞 C C成熟的紅細(xì)胞成熟的紅細(xì)胞 D D白細(xì)胞白細(xì)胞 （2 2）將選取的上述材料放入）將選取的上述材料放入 ，由于滲透作用，一段時(shí)間后細(xì)胞，由于滲透作用，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂，然后再用將破裂，然后再用 法獲得純凈的細(xì)胞膜。法獲得純凈的細(xì)胞膜。 （3 3）若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過充分）若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過充分(chngfn)(chngfn)攪拌攪拌后，下列能正