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1、第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型是誰是誰, ,隔開了原始海洋的動蕩隔開了原始海洋的動蕩, ,是誰是誰, ,為我日夜守邊防為我日夜守邊防, ,是誰是誰, ,為我傳信報安康。為我傳信報安康。沒有你沒有你, ,我我一個小小的細胞一個小小的細胞會是何等模樣會是何等模樣? ?丁衛(wèi)萍丁衛(wèi)萍1.細胞膜的功能有哪些？2.上節(jié)課的探究實驗說明細胞膜的什么功 能？細胞膜具有彈性嗎？問題探討塑料袋普通布彈力布其他用結(jié)構(gòu)跟功能相適應(yīng)的觀點分析，用哪種材料做細胞膜更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？細胞膜具有：1.屏障分隔2.選擇透過性3.信息交流彈力布能完全表現(xiàn)細胞膜的功能嗎？開篇：從生理功能入手的科學研究從生理功能入手的科學研究從
2、生理功能入手的科學研究19世紀末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細胞的透性實驗不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜從實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？思考與討論思考與討論: :最初認識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對實驗現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質(zhì)組成最初依據(jù)實驗現(xiàn)象和有關(guān)知識，經(jīng)過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出設(shè)想，是一種常見的科學方法。假說還需要通過實驗觀察來證實。提出假說20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的成熟的紅細胞中分離出來，化學分析膜表明：實驗證據(jù)從生理功
3、能入手的科學探究從生理功能入手的科學探究膜的主要成分是脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？問題：問題：繼承篇：單位膜模型的提出單位膜模型的提出單位膜模型的提出小資料磷脂是組成細胞的主要脂質(zhì)，是一種由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個親水磷酸“頭”部，和一個疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水水空氣空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”水水水水 D水水水水 E水水 C水水水水水水 A水水 B水水單位膜模型的提出單位膜模型的提出細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存
4、在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測單位膜模型的提出單位膜模型的提出實驗證據(jù) 1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一種有機溶劑）從一定數(shù)量的紅細胞中抽提脂類，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層GORTER脂單分子層=2單位膜模型的提出單位膜模型的提出蛋白質(zhì)位于細胞膜的什么位置呢？推測？推測？40年代，曾經(jīng)有學者推測蛋白質(zhì)覆蓋在脂質(zhì)的兩邊假說問題：問題：透射電子顯微鏡（REM）單位膜模型的提出單位膜模型的提出1959年，羅伯特森（J. D. Roberts
5、on ）用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。實驗證據(jù)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。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型變形蟲的變形運動單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象開拓篇：新技術(shù)帶來新模型膜能運動嗎？如果運動，膜上的蛋白質(zhì)又該位于什么位置？跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱不對稱的的科學家關(guān)于蛋白質(zhì)在細胞膜上存在的三種方式的概括：l在膜表面l嵌在膜中l(wèi)穿透膜新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型 用熒光染料標記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對象的相關(guān)
6、信息。熒光標記熒光標記技術(shù)37下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？膜上的蛋白質(zhì)具有流動性新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型側(cè)向擴散運動；旋轉(zhuǎn)運動；擺動運動小資料磷脂分子的運動細胞膜具有流動性新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)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動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié)流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):3 3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合
7、形成糖被。與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？20032003年度諾貝年度諾貝爾化學獎授予兩名研爾化學獎授予兩名研究細胞膜的美國科學究細胞膜的美國科學家家阿格雷阿格雷和和麥金農(nóng)麥金農(nóng)。以表彰他們在細胞膜以表彰他們在細胞膜物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ婪矫嫖镔|(zhì)運輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I。所做的貢獻。 不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型技術(shù)的不斷改進和創(chuàng)新，一定讓你對膜技術(shù)的不斷改進和創(chuàng)新，一定讓你對膜有了
8、新的認識有了新的認識做一做小結(jié)：概念圖基本支架具有流動性有的橫跨整個磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運動生物膜具有結(jié)構(gòu)特性: 磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂部分鑲在磷脂雙分子層表面雙分子層表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中流動性流動性成分：19世紀末，歐文頓發(fā)現(xiàn) 物質(zhì)更容易透過細胞膜。 。20世紀初，對膜的化學分析結(jié)果指出膜主要由 和 組成。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？ 1925年 荷蘭科學家測得膜單分子層恰為紅細胞表面積的2倍，提出 . 1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)。 如果膜是靜態(tài)的，細胞的一些復(fù)雜功能又怎樣解
9、釋呢？ 1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顧：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程回顧：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程溶于脂質(zhì)的膜是由脂質(zhì)組成脂質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動性流動鑲嵌模型A不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！知識闖關(guān)：第一關(guān)知識闖關(guān)：第一關(guān)人體內(nèi)的白細胞能進行變形運動，穿出毛細人體內(nèi)的白細胞能進行變形運動，穿出毛細血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程血管壁，吞噬
10、侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程的完成依靠細胞膜的的完成依靠細胞膜的 （ ）選擇透過性選擇透過性 保護作用保護作用 流動性流動性擴散擴散A不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！知識闖關(guān)：第二關(guān)知識闖關(guān)：第二關(guān)使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（ ）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是親水性的磷脂是親水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是親水性的磷脂既是疏水性的又是親水性的A不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！CDB
11、不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！知識闖關(guān)：第三關(guān)知識闖關(guān)：第三關(guān)細胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相細胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相關(guān)的成分是（關(guān)的成分是（ ）磷脂糖蛋白 蛋白質(zhì) 磷脂、蛋白質(zhì)某研究性學習小組欲研究細胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請你回答下列問題： （1）應(yīng)選取人的哪種細胞做實驗（ ） A神經(jīng)細胞 B口腔上皮細胞 C成熟的紅細胞 D白細胞 （2）將選取的上述材料放入 ，由于滲透作用，一段時間后細胞將破裂，然后再用 法獲得純凈的細胞膜。 （3）若將細胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過充分攪拌后，下列能正確反應(yīng)其分布的圖是（ ） （4）脂質(zhì)單分子層的面積是細胞表面積的2倍，說明 。C CA A蒸餾水蒸餾水離心離心磷脂分子在細胞膜中成雙層排列磷脂分子在細胞膜中成雙層排列知識闖關(guān)：最后一關(guān)知識闖關(guān)：最后一關(guān)
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