人教版生物必修一《生物膜的流动镶嵌模型》ppt课件

第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型第2节 生物膜的流动镶嵌模型学习目标学习目标1 1、生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的、生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能上开展的，通过探究，树立生物结构与功能功能上开展的，通过探究，树立生物结构与功能相适应的辩证唯物主义自然观。相适应的辩证唯物主义自然观。2 2、在探讨建立生物膜模型的过程中，了解实验、在探讨建立生物膜模型的过程中，了解实验技术手段的进步在促进科学发展中的作用，从而技术手段的进步在促进科学发展中的作用，从而增强为振兴中华而努力学习的使命感和责任感。增强为振兴中华而努力学习的使命感和责任感。3 3、通过科学史的学习，分析科学家们的探索历、通过科学史的学习，分析科学家们的探索历程，能够切身感受科学探索的道路是曲折的，能程，能够切身感受科学探索的道路是曲折的，能够尊重科学，用发展的观点看待科学，树立辨证够尊重科学，用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观。的科学观。学习目标1、生物膜结构的研究是立足于生物膜所具有的功能上开展一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程 通过前面的学习，我们对生物膜有了初步通过前面的学习，我们对生物膜有了初步的了解。今天，让我们沿着科学家的足迹，的了解。今天，让我们沿着科学家的足迹，感受科学探索的历程吧！感受科学探索的历程吧！一、对生物膜结构的探索历程 细胞内的每一种结构都是由化学物质构成的，细胞内的每一种结构都是由化学物质构成的，那么细胞膜具有什么样的组成成分呢？那么细胞膜具有什么样的组成成分呢？问题一：问题一：细胞内的每一种结构都是由化学物质构成的，那么细胞细胞膜的通透性实验细胞膜的通透性实验 时间：时间：1919世纪末世纪末 18951895年年 人物：人物：欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验：实验：用用500500多种多种物质物质对植物细胞进行对植物细胞进行上万次上万次的通透的通透 性实验，发现：性实验，发现：提出假说：提出假说：资料一：资料一：(根据相似相溶原理。根据相似相溶原理。根据相似相溶原理。根据相似相溶原理。)脂质更容易通过细胞膜。脂质更容易通过细胞膜。脂质更容易通过细胞膜。脂质更容易通过细胞膜。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膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)细胞膜的通透性实验 时间：19世纪末 1895年资料一资料二：资料二：实验：实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。（已知蛋白酶能专一性然后用蛋白酶处理。（已知蛋白酶能专一性 的催化蛋白质的分解）的催化蛋白质的分解）实验现象：实验现象：做出假设：做出假设：细胞膜被破坏。细胞膜被破坏。细胞膜的成分中含有蛋白质。细胞膜的成分中含有蛋白质。综上所述，生物膜是由综上所述，生物膜是由 和和 组成的。组成的。脂质脂质蛋白质蛋白质人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)资料二：细胞膜被破坏。细胞膜的成分中含有蛋白质。综上想一想想一想 资料一和资料二科学家都是通过实验现象对膜结资料一和资料二科学家都是通过实验现象对膜结资料一和资料二科学家都是通过实验现象对膜结资料一和资料二科学家都是通过实验现象对膜结构进行的推理分析，为什么不直接对膜的成分进行提构进行的推理分析，为什么不直接对膜的成分进行提构进行的推理分析，为什么不直接对膜的成分进行提构进行的推理分析，为什么不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？取、分离和鉴定呢？取、分离和鉴定呢？取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现当时的技术不能实现技术对科学研究具有重要的推动作用！技术对科学研究具有重要的推动作用！人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)想一想 资料一和资料二科学家都是通过实验现象对膜结构进资料三：资料三：时间：时间：2020世纪初世纪初 实验：实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学 分析分析 实验结论：实验结论：确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。红细胞的细胞膜人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)资料三：时间：20世纪初红细胞的细胞膜人教版生物必修一问题二：问题二：生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，那么，生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，那么，人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)问题二：这些物质是如何组成膜的呢？生物膜的主要成分是脂质和蛋 时间：时间：19251925年年 人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家GorterGorter和和GrendelGrendel 实验：实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，资料四：资料四：磷脂分子磷脂分子经检验证明：经检验证明：细胞膜中的脂质主要是指磷脂。细胞膜中的脂质主要是指磷脂。人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)时间：1925年资料四：磷脂分子经检验证明：人教版生磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸头部是亲水的，脂肪酸尾部是疏水的。尾部尾部头部头部亲水亲水疏水疏水 于是，我们可以将磷脂分子在于是，我们可以将磷脂分子在空气空气水水界面上铺展成单分子层！界面上铺展成单分子层！人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸头部是亲水的思考：思考：亲水性头部亲水性头部疏水性尾部疏水性尾部 水水 将磷脂分子在将磷脂分子在空气空气水界面水界面上铺展成单分子层时，磷脂分子上铺展成单分子层时，磷脂分子的头尾将如何排布？的头尾将如何排布？合作探究合作探究1空气空气人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)思考：亲水性头部疏水性尾部水 将磷脂分子在空气水界面上 时间：时间：19251925年年 人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家GorterGorter和和GrendelGrendel 实验：实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现：发现：资料四：资料四：单层分子的面积是细胞膜的单层分子的面积是细胞膜的2 2倍。倍。提出假说：提出假说：细胞膜中的磷脂分子是双层排布的。细胞膜中的磷脂分子是双层排布的。思考：思考：细胞膜中的磷脂分子是怎样排列成两层的细胞膜中的磷脂分子是怎样排列成两层的呢？请大家自己动手制作模型。呢？请大家自己动手制作模型。合作探究合作探究2人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)时间：1925年资料四：？单层分子的面积是细胞膜的2合作探究合作探究2资料补充：资料补充：1.体内细胞生活在液体环境中。体内细胞生活在液体环境中。2.细胞内的细胞质基质主要成分也是水。细胞内的细胞质基质主要成分也是水。即：即：细胞内外都是液体环境！细胞内外都是液体环境！人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)合作探究2资料补充：1.体内细胞生活在液体环境中。2.细胞内细胞外：液体环境细胞外：液体环境细胞内：液体环境细胞内：液体环境亲水性头部亲水性头部疏水性尾部疏水性尾部 合作探究合作探究2人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)细胞外：液体环境细胞内：液体环境亲水性头部疏水性尾部合作探究细胞外水环境细胞外水环境合作探究合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：生物膜中的磷脂的排列方式：细胞外水环境合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：细胞细胞内水内水环境环境 细胞外水环境细胞外水环境合作探究合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式：生物膜中的磷脂的排列方式：细胞内水环境 细胞外水环境合作探究2生物膜中的磷脂的排列方式问题三：问题三：生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其中磷脂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。分子是双层排布的。问题三：蛋白质和磷脂的位置关系又是怎样的呢？生物膜 时间：时间：19591959年年 人物：人物：罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）实验：实验：用超薄切片技术获得清晰的细胞膜电镜照片，用超薄切片技术获得清晰的细胞膜电镜照片，显示暗显示暗亮亮暗三层结构。暗三层结构。资料五：资料五：时间：1959年资料五：小资料小资料(关于电镜成像关于电镜成像)电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质蛋白质电子电子密度高，故显密度高，故显暗带暗带，磷脂磷脂分子电子密度低则呈分子电子密度低则呈亮带亮带。小资料(关于电镜成像)时间：时间：19591959年年 人物：人物：罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）实验：实验：用超薄切片技术获得清晰的细胞膜电镜照片，用超薄切片技术获得清晰的细胞膜电镜照片，显示暗显示暗亮亮暗三层结构。暗三层结构。提出假说：提出假说：资料五：资料五：生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构“蛋白质蛋白质脂脂质质蛋白质蛋白质”三明治模型三明治模型要点要点：所有膜结构都所有膜结构都相同；相同；静态的结构。静态的结构。时间：1959年资料五：生物膜是由“蛋白质脂质蛋 所谓耳听为虚，眼见为实。所谓耳听为虚，眼见为实。“亲眼看到亲眼看到”的的“三明治三明治”结构模型就一定是正确的结构模型就一定是正确的吗？吗？思考：思考：新技术带来新技术带来新发现 所谓耳听为虚，眼见为实。“亲眼看到”的“三明治”结 时间：时间：2020世纪世纪6060年代年代 实验：实验：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了 细胞膜结构中的蛋白颗粒所处位置状态。细胞膜结构中的蛋白颗粒所处位置状态。方法：方法：结论：结论：资料六：资料六：将标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后将标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。暴露断裂面。蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在磷脂双分子层中。在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的：的：时间：20世纪60年代资料六：将标本用干冰等冰冻。后 罗伯特森的罗伯特森的“三明治三明治”结构模型还有没有结构模型还有没有其他不足之处？其他不足之处？议一议：议一议：问题四：问题四：罗伯特森的“三明治”结构模型还有没有其他不足之 时间：时间：19701970年年 人物：人物：Larry FryeLarry Frye等等 实验：实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧 光、另一半发绿色荧光，光、另一半发绿色荧光，3737下放置一段时下放置一段时 间后发现两种荧光抗体均匀分布。间后发现两种荧光抗体均匀分布。资料七：资料七：提出假说：提出假说：细胞膜具有流动性。细胞膜具有流动性。时间：1970年资料七：提出假说：细胞膜具有流动性。生物膜的流动性会体现在其形态的改变生物膜的流动性会体现在其形态的改变上，你还能列举出一些可以证明生物膜具有上，你还能列举出一些可以证明生物膜具有流动性的例子吗？流动性的例子吗？分泌蛋白产生过程中会出现囊泡；分泌蛋白产生过程中会出现囊泡；植物细胞的质壁分离及复原；植物细胞的质壁分离及复原；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩；动物细胞吸水膨胀和失水皱缩；变形虫在摄食时可以伸出伪足；变形虫在摄食时可以伸出伪足；说一说：说一说：人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)生物膜的流动性会体现在其形态的改变上，你还能列举变形虫正在吞噬草履虫变形虫正在吞噬草履虫变形虫体内变形虫体内已经被吞噬的草履虫已经被吞噬的草履虫正在被消化正在被消化的食物泡的食物泡人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)变形虫正在吞噬草履虫变形虫体内正在被消化人教版生物必修一4.静止模型的观点从而被推翻了。静止模型的观点从而被推翻了。人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)静止模型的观点从而被推翻了。人教版生物必修一4.2 静止模型的观点从而被推翻了。静止模型的观点从而被推翻了。1972年，桑格和尼克森在继承中创新提年，桑格和尼克森在继承中创新提出出流动镶嵌模型流动镶嵌模型（现被大多数人所接受）（现被大多数人所接受）。人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)静止模型的观点从而被推翻了。人教版生物必修一4.21、生物膜的、生物膜的成分成分：2、生物膜的、生物膜的结构结构：3、生物膜的、生物膜的结构特点结构特点：二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容脂质、蛋白质、（脂质、蛋白质、（少量）少量）多糖。多糖。磷脂双分子层：磷脂双分子层：蛋白质：蛋白质：糖蛋白：糖蛋白：流动性。流动性。生物膜的结构模型示意图生物膜的结构模型示意图 基本骨架。基本骨架。镶在、嵌入、横跨镶在、嵌入、横跨在磷在磷脂双分子层中。脂双分子层中。具有保护、润滑、细胞具有保护、润滑、细胞 识别的作用。识别的作用。阅读课本阅读课本P68 全部内容，并总结要点。全部内容，并总结要点。人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)人教版生物必修一4.2生物膜的流动镶嵌模型课件(共38张PPT)1、生物膜的成分：3、生物膜的结构特点：二、流动课堂小结：课堂小结：1.生物膜的组成：生物膜的组成：生物膜主要是由生物膜主要是由_和和_组成的。组成的。脂质脂质蛋白质蛋白质2.生物膜的流动镶嵌模型。生物膜的流动镶嵌模型。生物膜的流动模型认为，生物膜的流动模型认为，_构成了膜的基构成了膜的基本骨架；构成生物膜的磷脂具有本骨架；构成生物膜的磷脂具有_；大多数蛋白质；大多数蛋白质分子也是可以分子也是可以_的。的。磷脂双分子层磷脂双分子层3.糖被的结构及功能。糖被的结构及功能。糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_和和_结合形成的糖蛋白，其作用是结合形成的糖蛋白，其作用是_、_等。等。蛋白质蛋白质糖类糖类保护和润滑保护和润滑细胞识别细胞识别流动性流动性运动运动课堂小结：1.生物膜的组成：生物膜主要是由_和_ 生物膜的流动镶嵌模型是否就生物膜的流动镶嵌模型是否就已经完美无缺了呢？已经完美无缺了呢？思考：思考：人类对自然界的认识永无止境，对膜人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微。的研究将更加细致入微。生物膜的流动镶嵌模型是否就已经完美无缺了呢？思考20032003年度诺贝尔化学奖授予两名年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家研究细胞膜的美国科学家Peter AgrePeter Agre（阿阿格雷）和格雷）和Roderick MacKinnonRoderick MacKinnon（麦金农）。麦金农）。2003年度诺贝尔化学奖授予两名 流动镶嵌模型是目前被流动镶嵌模型是目前被大多数人大多数人广泛接广泛接受的生物膜模型，但它仍有一定的局限性。受的生物膜模型，但它仍有一定的局限性。那么，目前还有哪些模型是与其并行存在呢？那么，目前还有哪些模型是与其并行存在呢？请大家利用课外时间上网或去图书馆查请大家利用课外时间上网或去图书馆查找相关资料，了解其他生物膜结构模型的基本找相关资料，了解其他生物膜结构模型的基本内容。内容。课外拓展：课外拓展：参考网页：参考网页：http：/ 流动镶嵌模型是目前被大多数人广泛接课外拓展科学探索是长期的、艰苦的，浸透科学探索是长期的、艰苦的，浸透着科学家辛勤的汗水；着科学家辛勤的汗水；技术手段的进步对技术手段的进步对 人类科学的发展人类科学的发展有着极其重要的推动作用。有着极其重要的推动作用。启示：启示：科学探索是长期的、艰苦的，浸透着科学家辛勤的汗水；启示：科技的一小步，人类的一大步！科技的一小步，人类的一大步！航天员：杨利伟航天员：杨利伟科技的一小步，人类的一大步！航天员：杨利伟同学们，同学们，我们一定我们一定要刻苦学要刻苦学习，为振习，为振兴中华而兴中华而努力读书！努力读书！同学们，我们一定要刻苦学习，为振兴中华而努力读书！谢谢！谢谢！