1、F L U I D M O S A I C M O D E L O F B I O L O G I C A L M E M B R A N E 第4章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型 人教版 生物(高中) 课堂导入 马超想要做一个细胞模型马超想要做一个细胞模型，但是他不知道选哪种材料做细胞膜更合适但是他不知道选哪种材料做细胞膜更合适。 普通布普通布 塑料袋塑料袋 弹力布弹力布 自主学习 生物膜结构模型的建构历程是比较长，也是一个不断继承、发展、开拓、修正的过程，这方面 资料很多，教材（65-67）仅按时间进程选取部分。 注意： 1、哪位科学家 2、做了什么实验？ 3、得出什么结论？ 4、在研究过
2、程中涉及到哪些科学技术 资料分析：对生物膜结构的探究历程 不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质溶于脂质的物质 细胞膜细胞膜 材料材料一一：1919世纪末世纪末，欧文顿实验欧文顿实验 1919世纪末世纪末，欧文顿用欧文顿用500500多种化学物质多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现问发现问 题题：细胞膜对不同物质的通透性不同细胞膜对不同物质的通透性不同。 假说假说： 膜是由脂质膜是由脂质( (磷脂磷脂) )组成的组成的 资料分析：对生物膜结构的探究历程 材料二材料二：2020世纪初世纪初，细胞膜主要成分提取分离实验细胞膜主要成分提取分离实
3、验 2020世纪初世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞红细胞中分离出来中分离出来，发现细胞膜不但会发现细胞膜不但会 被溶解被溶解脂质的物质脂质的物质溶解溶解，也会被也会被蛋白酶蛋白酶分解分解。 说明说明： 膜的主要成分膜的主要成分：脂质脂质( (磷脂磷脂) )和和蛋白质蛋白质 资料分析：对生物膜结构的探究历程 材料三材料三：19251925年年，两位荷兰科学家实验两位荷兰科学家实验 结论结论： 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层两层 利用丙酮提出哺乳动物红细胞中脂质利用丙酮提出哺乳动物红细胞中脂质 单分子层的面积恰为红细胞表面
4、积的单分子层的面积恰为红细胞表面积的2 2倍倍 磷脂分子的结构 尾部尾部 头部头部 疏水疏水 亲水亲水 课堂活动（小组讨论) 请同学们小组为单位，通过课本中给出的 资料，试图构建细胞膜的结构模型。 2 生物膜的流动镶嵌模型 （1 1）试画出将磷脂分子试画出将磷脂分子（以以4 4个磷脂分子为例个磷脂分子为例）放在空气放在空气水界面上的形态水界面上的形态 空气空气 水水 合作探究合作探究（一一） 2 生物膜的流动镶嵌模型 合作探究合作探究（一一） （2 2）如果将空气如果将空气水界面上的磷脂分子压入水界面上的磷脂分子压入 水中水中，磷脂分子在水中如何分布磷脂分子在水中如何分布？（？（以以4 4个个
5、 磷脂分子为例磷脂分子为例） 水中水中 2 生物膜的流动镶嵌模型 合作探究合作探究（一一） （3 3）细胞膜内外都是水环境细胞膜内外都是水环境，类比推测细胞膜中的磷脂分子应该怎样分布类比推测细胞膜中的磷脂分子应该怎样分布？ （胞内胞内） （胞外胞外） 细胞膜中磷脂分子的排列 水水 （ 外外 ） 水水 ( (内内) ) 资料分析：对生物膜结构的探究历程 材料四材料四： 19591959年年，罗伯特森实验罗伯特森实验 “ “蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质” ”三层结构认为是三层结构认为是静态静态的统一结构的统一结构 请思考：细胞膜是真的静态的吗？ 提出假说提出假说：细胞膜是动态的细胞
6、膜是动态的、有弹性的有弹性的 草履虫草履虫 质壁分离质壁分离 变形虫变形虫 资料分析：对生物膜结构的探究历程 材料五材料五：19701970年科学家进行荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验年科学家进行荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 结论结论：细胞膜上的细胞膜上的蛋白质蛋白质具有一定的流动性具有一定的流动性 人细胞人细胞 鼠细胞鼠细胞 荧光标记荧光标记 膜蛋白膜蛋白 诱导 融合 40分钟后 370C 资料分析：对生物膜结构的探究历程 材料五材料五：19701970年科学家进行荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验年科学家进行荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 （2 2）膜蛋白的运动性膜蛋白的运动性
7、 磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性体现了膜的流动性 （1 1）磷脂分子的运动性磷脂分子的运动性 冰冻蚀刻电子显微法 蛋白质在膜中的分布是不对称的蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶在蛋白质镶在、嵌入嵌入、横跨在磷脂双分子层中横跨在磷脂双分子层中。 1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 总结：生物膜的流动镶嵌模型探究历程 1895年 膜是由脂质 组成的 20世纪初 膜的主要成分 是脂质和 蛋白质 1925年 细胞膜中的 脂质分子一定 为连续的两层 1959年 “三明治” 结构模型 1972年 流动镶嵌 模型 1
8、970年 细胞膜具有 一定的流动性 流动镶嵌模型基本内容 生物膜生物膜 磷脂双分子层磷脂双分子层 蛋白质分子蛋白质分子 生物膜的基本支架生物膜的基本支架 部分镶部分镶 在磷脂在磷脂 双分子双分子 层表面层表面 部分或部分或 全部嵌全部嵌 入磷脂入磷脂 双分子双分子 层中层中 有的横有的横 跨整个跨整个 磷脂双磷脂双 分子层分子层 具有具有流动性流动性 大多数可以大多数可以运动运动 生物膜具有结构特性: 流动性流动性 磷脂分子磷脂分子 镶嵌性镶嵌性 不对称性不对称性 合作探究 二 利用手中材料利用手中材料，构建生物膜构建生物膜平面结构模型平面结构模型。 蛋白质蛋白质 磷脂磷脂 寡糖寡糖链链 思考
9、1 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结构模型有何蛋白质三层结构模型有何异同异同？ 异同 相同点相同点： 都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。 不同点不同点： 1 1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不对称的流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不对称的。而三层结构模型认为蛋白而三层结构模型认为蛋白 质均匀分布在脂双层的两侧质均匀分布在脂双层的两侧 2 2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的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而三层结构认为生物膜是静止结构 思考2 从流动镶嵌模从流动镶嵌模
10、 型的主要内容可以看出生物膜的结构特点是什么型的主要内容可以看出生物膜的结构特点是什么？怎样判断细胞膜的内外怎样判断细胞膜的内外？ 课堂练习 1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ） A A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜 B B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C C细胞膜的分子结构具有流动性细胞膜的分子结构具有流动性 D D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动 A A 课堂练习 2 2人体某些白细胞能进行变形运动人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病吞噬侵入人体内的病 菌菌，这个过程的完成依靠细胞膜的这个过程的完成依靠细胞膜的（ ）。 A A选择透过性选择透过性 B B保护作用保护作用 C C流动性流动性 D D自由扩散自由扩散 3 3一位细胞学家发现一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚细胞膜的面积增大而厚 度变小度变小，其决定因素是细胞膜的其决定因素是细胞膜的（ ）。 A A结构特点具有流动性结构特点具有流动性 B B选择透过性选择透过性 C C专一性专一性 D D具有运输物质的功能具有运输物质的功能 C C A A