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1、对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程1流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容2教育部参赛教育部参赛_生物膜流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型_王颖王颖 细胞膜的组成成分是什么？不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜提出假说：膜是由脂质组成的提出假说：膜是由脂质组成的19世纪末欧文顿的实验世纪末欧文顿的实验时间：时间：2020世纪初世纪初科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜膜的主要成分是：膜的主要成分是：脂质（磷脂）和蛋白质脂质（磷脂）和蛋白质这些物质是如何组成膜的？这些物质是如何组成膜的？胆胆 碱碱磷磷 酸
2、酸甘甘 油油脂肪酸脂肪酸 磷脂是一种由甘油，胆碱，磷脂是一种由甘油，胆碱，脂肪酸和磷酸所组成的分子脂肪酸和磷酸所组成的分子.磷酸磷酸亲亲水头部水头部脂肪酸链脂肪酸链疏水尾部疏水尾部请请构建磷脂分子构建磷脂分子在空气在空气水界面中水界面中分布的模型分布的模型探究活动一探究活动一磷脂分子排列为单分子层磷脂分子排列为单分子层时间：时间：19251925年年人物：两位荷兰科学家人物：两位荷兰科学家实验：从人的红细胞膜中提取脂质，实验：从人的红细胞膜中提取脂质，在在空气水空气水界面上铺展成界面上铺展成单分子层单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面测得单分子层的面积约为红细胞表面积的积的2 2倍倍结论
3、：结论：细胞膜中的脂质（磷脂）分子细胞膜中的脂质（磷脂）分子必然排列为连续的两层必然排列为连续的两层请构建细胞膜中请构建细胞膜中磷脂分子的排布模型磷脂分子的排布模型探究活动二探究活动二水水（外外）水水 (内内)细胞膜中磷脂分子的排列细胞膜中磷脂分子的排列（新技术带来新模型（新技术带来新模型单位膜模型的提出）单位膜模型的提出）罗伯特森用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-亮-暗三层结构。时间：时间：19591959年年 要点：要点：1、蛋白质在膜中分布的对称性、蛋白质在膜中分布的对称性 2、静态结构、静态结构假说：生物膜为假说：生物膜为蛋白质脂质蛋蛋白质脂质蛋白质白质三层统一的静
4、态结构三层统一的静态结构蛋白质蛋白质脂质三三明明治治模模型型请思考：细胞膜是静态的吗？请思考：细胞膜是静态的吗？（举例说明）探究活动三探究活动三 提出假说：细胞膜是动态的、能流动的提出假说：细胞膜是动态的、能流动的质壁分离质壁分离变形虫变形虫胞吞和胞吐胞吞和胞吐标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温后后暴露断裂面暴露断裂面。蛋白质在膜中的分布是（）的蛋白质在膜中的分布是（）的（新技术带来新模型（新技术带来新模型冰冻蚀刻电子显微法）冰冻蚀刻电子显微法）不对称不对称膜蛋白并不是全膜蛋白并不是全平铺（镶）平铺（镶）在脂质表面在脂质表面有的蛋白质则有的蛋白质则嵌入或贯
5、穿嵌入或贯穿在脂质双分子层中。在脂质双分子层中。探究活动四探究活动四 构建蛋白质在磷脂双分子层中的排布情况构建蛋白质在磷脂双分子层中的排布情况膜上的蛋白质分膜上的蛋白质分子是可以运动的子是可以运动的新技术带来新模型（荧光标记技术）新技术带来新模型（荧光标记技术）时间：时间：时间：时间：1970197019701970年年年年 人物：弗雷人物：弗雷人物：弗雷人物：弗雷(Frye)(Frye)(Frye)(Frye)和埃迪登和埃迪登和埃迪登和埃迪登(EdidinEdidinEdidinEdidin)实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用不同荧光标记后，实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用不同荧光标记
6、后，实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用不同荧光标记后，实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合。让两种细胞融合。让两种细胞融合。让两种细胞融合。细胞膜是具有一定流动性的细胞膜是具有一定流动性的 磷脂分子的运动磷脂分子的运动已有的科学认识已有的科学认识1 1、膜的主要成分是脂质和蛋白质。、膜的主要成分是脂质和蛋白质。2 2、脂质分子必然排列为连续的两层，且头部、脂质分子必然排列为连续的两层，且头部 朝外、尾部朝内。朝外、尾部朝内。3 3、蛋白质在磷脂双分子层上的存在方式：平铺、蛋白质在磷脂双分子层上的存在方式：平铺（镶在表面）和嵌入、贯穿等（镶在表面）和嵌入、贯穿等4
7、 4、生物膜具有一定的流动性、生物膜具有一定的流动性 时间：时间：19721972年年桑格和尼克森提出了新的生物膜模型桑格和尼克森提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型，为多数人所接受。，为多数人所接受。二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容二二.流动镶嵌模型的具体内容流动镶嵌模型的具体内容：1 1 1 1、生物膜的组成：、生物膜的组成：、生物膜的组成：、生物膜的组成：2 2 2 2、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：3 3、蛋白质分子存在形式：蛋白质分子存在形式：4 4 4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：、生物膜的结
8、构特点：、生物膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层（头朝外尾朝里）。（头朝外尾朝里）。（头朝外尾朝里）。（头朝外尾朝里）。有镶在表面、嵌入、横跨（贯穿）三种。外侧有的蛋有镶在表面、嵌入、横跨（贯穿）三种。外侧有的蛋白质分子与糖类结合形成糖蛋白。白质分子与糖类结合形成糖蛋白。（糖蛋白与细胞识（糖蛋白与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）别、胞间信息交流等有密切联系）一定的流动性一定的流动性一定的流动性一定的流动性（磷脂和大多数蛋白质都是运动的）（磷脂和大多数蛋白质都是运动的）（磷脂和
9、大多数蛋白质都是运动的）（磷脂和大多数蛋白质都是运动的）5 5 5 5、生物膜的功能特点：、生物膜的功能特点：、生物膜的功能特点：、生物膜的功能特点：具有选择透过性具有选择透过性具有选择透过性具有选择透过性生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质人、鼠细胞融合实验。人、鼠细胞融
10、合实验。新的观察和实验证据的基础新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。膜是由膜是由脂质组成的脂质组成的膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质脂质双层脂质双层结构结构膜具膜具流动流动性性流动镶嵌流动镶嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿列表总结：列表总结：生物膜结构的探究历程生物膜结构的探究历程小结：概念图基本支架具有流动性有的贯穿整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:磷
11、脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子部分镶在磷脂部分镶在磷脂双分子层表面双分子层表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂双分子层中磷脂双分子层中流动性流动性成分说说下列各结构名称说说下列各结构名称2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果给与细胞膜蛋白质有关的研究成果。皮特皮特阿格雷阿格雷罗德里克罗德里克麦金农麦金农据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素素D D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为等
12、物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子蛋白质分子第一关第一关A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关知识闯关变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都白细
13、胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（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 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性第二关第二关A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！BDC不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（和血型决定有密切关系的化学物质是（）A A 糖蛋白糖蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核酸核酸第三关第
14、三关B不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！ADC不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。科学研究的过程离不开技术的支持。科学研究的过程离不开技术的支持。科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地去验证。通过实验进一步地去验证。科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的过程。过程。科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科学学说不是一成不变的，需要不断完善。学学说不是一成不变的，需要不断完善。