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1、细胞生物学-生物膜流动镶嵌型模型 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 根据细胞膜结构与功能相适应的观点，根据细胞膜结构与功能相适应的观点，你会选择哪一种材料做细胞膜，为什么？你会选择哪一种材料做细胞膜，为什么？A:A:塑料袋塑料袋B:B:编织袋编织袋C:C:普通皮普通皮D:D:弹力布弹力布选择依据选择依据:系统的边界系统的边界 薄薄 选择透过性选择透过性 伸缩性伸缩性科幻之旅 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
2、构?细胞膜的组成成分是什么呢？细胞膜的组成成分是什么呢？对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程:时间：时间：1919世纪末（世纪末（18951895年）年）实验：欧文顿实验：欧文顿(E.Overton)(E.Overton)用用500500多种化学物质对植物细胞的多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。易通过细胞膜。提出假说：提出假说：不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不
3、溶于脂质的物质溶于脂质的物质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细胞膜细胞膜膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分实验：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。离出来，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）（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）实验现象：细胞膜被破坏实验现象：细胞膜被破坏得出结论得出结论：应用化学手段分析表明：应用化学手段分析表明：膜的主要成分是膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 组成膜的脂质中组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含量最多 脂质和蛋白质是怎样有机结合构脂质和蛋白质是怎样有机
4、结合构成膜的呢？成膜的呢？磷脂分子的结构磷脂分子的结构尾部尾部头部头部亲水亲水疏水疏水绘图活动绘图活动：将磷脂分子在空气将磷脂分子在空气水界面上铺展水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？空气空气 水水时间：时间：19251925年年实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的为红细胞表面积的2 2倍。倍。得出
5、结论：得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为连细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层续的两层尝试细胞画出膜中的尝试细胞画出膜中的磷脂分子磷脂分子的排布模型的排布模型 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？推测:?小资料小资料小资料小资料(关于电镜成像关于电镜成像关于电镜成像关于电镜成像)电子束照射大分子物质散射度高，黑电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层的统一结构模式三层的统一结构模式图图 静态静态“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三三层结构是否能体现膜的功能层结
6、构是否能体现膜的功能?标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。断开，升温后暴露断裂面。蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中。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想一想想一想:根据今天所获得的信息，你根据今天所获得的信息，你能否构建一个细胞膜模型？能否构建一个细胞膜模型？画一画画一画:细胞膜的结构模型简图细胞膜的结构模型简图 四个同学为一个小组四个同学为一个小组,利用利用生活中的废旧物品，尝试制作生活中的废旧物品，尝试制作立体的生物膜结构模型。立体的生物膜结构模型。诱导融合人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记
7、 蛋白质40分钟后370C实验结论:细胞膜具有流动性1 1、磷磷脂脂双双分分子子层层构构成成膜膜的的基基本本支支架架，磷磷脂具有脂具有流动流动性性2 2、蛋蛋白白质质分分子子有有的的镶镶在在磷磷脂脂双双分分子子层层表表面面，有有的的部部分分或或全全部部嵌嵌入入磷磷脂脂双双分分子子层层中中，有有的的横横跨跨整整个个磷磷脂脂双双分分子子层层。（这这体体现现了了膜膜结结构构内内外外的的不不对对称称性性）。大大多多数蛋白质分子可以数蛋白质分子可以运动运动。在在建立生物膜模型的过程中，建立生物膜模型的过程中，结构与结构与功能相适应的观点是如何得到体现的？功能相适应的观点是如何得到体现的？举例说明举例说明
8、在在建立生物膜模型的过程中，建立生物膜模型的过程中，实验实验技术的进步起什么样的作用？你受何技术的进步起什么样的作用？你受何启示？启示？思考与讨论思考与讨论课堂延伸课堂延伸 细胞膜通道研究的突破细胞膜通道研究的突破 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得阿阿格雷和罗德里克格雷和罗德里克麦金农，以表彰他们在细胞膜通麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明离子
9、通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。意义。1 1、细胞膜的细胞膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型与与蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模型的最大的三层结构模型的最大的不同不同是是A A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性、流动镶嵌模型
10、认为细胞膜具有一定的流动性课堂反馈课堂反馈D D、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性胞膜具有透过性C C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性B B、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性胞膜具有一定的流动性2 2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的生理过程的完成依赖于细胞膜的 A A、保护作用、保护作用 B B、一定的流动性一定的流动性C C、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流3 3、下列物质中最容易通过细胞膜进入细下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白质、蛋白质 C C、甘油、甘油 D D、无机盐离子、无机盐离子概念图概念图生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子