生物膜的流动镶嵌模型(1)

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1、高一生物生物膜的流动镶嵌模型科幻之旅如果有“时光机器”，将此刻的你送回19世纪，你会从哪几个方面去研究细胞膜的结构?细胞膜的主要成分是什么？时间：1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。发现：E.Overton的推测：●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜膜是由脂质组成的1、对生物膜组分的探索——脂质回顾1细胞膜的通透性实验科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。根据实验现象

2、,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论?问题探讨：得出结论：推测膜中可能还含有蛋白质等2、对生物膜组分的探索——蛋白质回顾2一.探索生物膜的结构资料一：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。磷脂分子在细胞膜中是怎样排列的？提出问题模型建构单层磷脂分子双层磷脂分子磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层作出假设连续两层排列资料二1925年,两位荷兰的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,测得单分子层的面积恰为红细胞

3、表面积的2倍.验证假设问题二：细胞膜中还有蛋白质，蛋白质又存在于什么位置呢？请尝试作出你们的假设资料三：1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。“单位膜”模型(静态统一结构)变形虫的变形运动质疑：(１)各种生物膜功能不同，应该结构也不同(２)细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释资料四：人们研究人工的无蛋白质的脂双层对不同分子的通透性时发现，脂溶性物质易通过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子等难以通过。而生物膜却可以透过上述物质。问题：葡萄糖等怎么透过生物膜的？如果蛋白质

4、只是镶在生物膜的磷脂分子层表面，能实现吗？实验探究给大家提供以下的主要实验材料及用具，设计一探究细胞膜上蛋白质分子能否运动的实验方案。荧光染料（有红色、绿色等不同颜色，可标记细胞膜表面的蛋白质分子）细胞（小鼠细胞、人细胞等）激光器（激光过度照射可使荧光分子失去发出荧光能力）荧光标记激光处理资料五：资料五：荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图人细胞小鼠细胞细胞融合杂交细胞红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白资料六：1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）根

5、据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。构建模型细胞膜的结构模型示意图桑格和尼克森在继承中创新提出流动镶嵌模型1、主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类。2、磷脂双分子层构成膜的基本支架。3、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，有的横跨整个磷脂双分子层。4、磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性（结构特点）问题：①细胞膜的组成成分？②细胞膜的基本支架？③蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？④细胞膜的结构特

6、点和功能特点？流动镶嵌模型与“单位膜”模型有何异同？“单位膜”模型流动镶嵌模型问题：生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？晶格镶嵌模型、板块镶嵌模型......2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家PeterAgre和RoderickMacKinnon。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。建立模型的一般方法：已有知识（现象）提出假说（模型）检验、修正和补充解释相关现象普遍被接受请以生物模型建构中的某一假说为例说明。小结对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论

7、：膜是由组成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由和组成；1925年，两位荷兰科学家将红细胞膜的脂质铺展成单层分子发现此时的面积是原膜表面积的两倍，提出了1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由三层结构；1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有；1972年，桑格和提出了。脂质脂质蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质流动性尼克森流动镶嵌模型小结细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层概念图小结生物膜结构特点功能特点结构组成结构探究历程决定③④②流动性选择透过性磷脂双

8、分子层蛋白质分子①如图所示为细胞膜的亚显微结构，请据图回答下列问题：（1）从化学成分上看，图中的①是，②是，③是。构成了细胞膜的基本支架。（2）据图分析，哪一侧为细胞膜的外侧：。判断的依据是。（3）细胞膜的结构特点，这种特点表现为图中的[]和[]大都可以。（4）细胞膜的功能特性是，这种特性的生理意义是。糖蛋白磷脂双分子层膜蛋白磷脂双分子层a侧具有流动性②③控制物质进出细胞选择透过性运动a侧b侧①②③细胞膜外侧有糖蛋白根据已有的生物知识或生活经验，你能列举