生物膜的流动镶嵌模型(1)
高一生物生物膜的流动镶嵌模型1
塑料袋只能满足作为系统边界的要求
普通布能够满足系统的边界和让一部 分物质透过这两项功能的要求
只有弹力布能够满足前面提到的三项 功能的要求。
19世纪末“欧文顿实验” 不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
根据该实验，欧文顿提出什么假说？ 欧文顿是通过对现象的推理分析，还是通 过膜成分的提取和鉴定来提出假说的？
2、分析生物膜模型的建立过程中，结构与功能 相适应是如何得到体现的？ 3、分析生物膜模型的建立和完善过程，你受 到哪些启示？
亲水头部
疏水尾部
“罗伯特森电镜实验”
蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图
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袄，表面又被污水淋湿了，赶忙喊道：“老王，你快上来，把身上的泥擦一擦，小心感冒! 你呀，简直就是铁人王进喜！”张 钢铁心里既是佩服又有些担心。“不要紧，我们干活儿，热乎着呢！不会感冒。” 王希维往上望了望，“怎么车子还不 来？”“老王，把板凳移过来一点，斗车上升时再通过斗车上的绳子同时往外拉，这样泥就溅不到你身上了。” 张钢铁对下 面的王希维说。“对，张主任说的对。”马启明喊道。于是，王希维从底下爬上来，大家帮忙把凳子移过来一点。当斗车往上 送污泥时，上面的人用固定在斗车上面的钢丝绳往上拉，另外的人同时通过拴在斗车一旁的绳子往外拉，相当于斗车走斜直线 到池边，果然好多了，泥溅不到王希维的身子上了。看了一会儿，马启明和张钢铁往办公室走去。一时间，马启明心头突然有 些酸涩和感慨，心想职工拿一点钱真不容易，干这样的脏活累活，拿的却是微薄的工资。想到老王黢黑的手，虎口处、拇指上 都长了不少老茧子，现在正值隆冬，双手的冻疮已皴裂，竟没有戴胶皮手套，接触污水手会烂的，想想至少也要包上塑料布遮 遮才好，可他却什么防护都没做。“唉——”马启明忍不住长叹了气，他脸上毫无表情地看着前方，边走边叹息道：“上一次， 我陪同市区里的领导们来参观。参观过后他们说，从我们的收集池走过都能闻见衣服上的臭味，你想这臭味有多重。以前环卫 站工人来清污，胶皮衣裤、胶皮手套、胶鞋，可谓是武装到了牙齿，又有专业的清污工具。这一次，王希维为多挣点钱，联系 了厂里的几个职工把污泥清理的活揽下来，一没有专业工具，二没有任何防护设施，一把铁锹，一双手，又是隆冬季节，真是 难为他们了。污水中说不定有些碱液还没有被中和掉，搞不好，手接触污水会烂掉。一到淡季不生产，像他们只能拿到300多 元的基本生活费，还要养家糊口。现在物价又那么高，几百块钱能抵什么用？要是家里有学生，那更是雪上加霜，要是家里有 病人，那就没法活了。没有其他生财之路，只能是多干点杂活，凭死力气拿一点辛苦钱，确实可怜。唉——太不容易 了。”“我去找一些手套。” 张钢铁说着赶紧走了。一会儿，张钢铁拿着几副手套，一边递给职工们，一边说：“干活要把 自己保护好，不能为了两个辛苦钱，把手给腐蚀烂掉了。”“谢谢！还是张主任好。”职工们感激地对张钢铁说。张钢铁有些 哽咽，心想真是些善良的职工啊！你对他们好一点点，他们竟感激成这样。看到这些，也许是农民遗传因素的影响，马启明突 然想到了辛苦劳作一辈子的父辈们。他深深地觉得，像王希维他们这样吃苦耐劳的中国劳动人民，既没有以身堵枪眼，没有抱 着爆破筒与敌人同归于尽，没有光辉的事迹。但他们却用辛勤的工作给社会提供了耐以生存
人教生物必修1第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型 (1)
• 从高浓度到低浓度； • 不需要载体蛋白的协助； • 不消耗能量。
如：水、氧气、二氧化碳、
甘油、脂肪酸、乙醇、苯等。
协助扩散 （facilitated diffusion）
特点：
从高浓度到低浓度； 需要载体蛋白的协助； 不需要能量。
如：葡萄糖分子进入红细胞。
被动运输
自由扩散 （free diffusion）
③肾小管上皮细胞吸收原尿中的 主动运输 ④N小a肠+ 绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 主动运输
A ①②
B ③④
C ②③
D ①②③④
解读图表
右图表示的是一个动 物细胞内外不同离子 150 的相对浓度。分析图 表提供的信息，结合 本章所学知识，回答 100 问题。
50
细胞内
离子浓度/mmol.L －1
0
细胞外
9.下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的 两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述正确
的是( Ｂ )
A．如图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向主要是 Ⅰ→Ⅱ B．细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的 关系 C．随着温度的升高，②和③的运动速度将不断加快 D．b过程不需要ATP，所以不能体现膜的选择透过性
Na+ 、K+、Ca2+ 等离子；
葡萄糖、氨基酸 进入小肠细胞及 肾小管细胞
影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素
消耗能量
细胞摄取大分子－－胞吞作用
需 要 消 耗 能 量 吗？
体现了膜具有流动性
消耗能量
细胞外排大分子－－胞吐作用
人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及 衰老的红细胞，是细胞的什么作用，对于人 体有什么作用？
8．磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、 尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴 的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的
cm 生物膜的流动镶嵌模型 (1)
教学目标
1、生物膜结构的探究历程
2、简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。
3、举例说明生物膜的结构特点是具有一定的流动 性。
一、对生物膜结构的探索历程
（一）细胞膜的组成成分探索
资料一
时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对植物细胞进行
上万次的通透性实验,发现细胞膜对不同 物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂 质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通 过细胞膜进入细胞。
第二节
生物膜的流动镶嵌模型
温故知新
1、细胞膜的成分是什么？
脂质 约50%
蛋白质
糖类
约40%
主要成分
2%——10%
2、细胞膜的功能是什么？
（1）将细胞与外界环境分隔开 （2）控制物质进出细胞 （3）进行细胞的信息交流
3、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而 其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
③ 流动性
④选择透过性
① 磷脂双分子层
②蛋白质分子
决定
结构组成
结构探究历程
课堂练习:
1．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ A．细胞膜是选择透过性膜 B．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C．细胞膜的分子结构具有流动性 ）
D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
2．人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个 过程的完成依靠细胞膜的（ ）。
功
能：具有保护和润滑作用，与细胞表面的识别有密切关系。
糖 脂：除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合
而成的糖脂。（也参与细胞的识别）
初中生物《生物膜的流动镶嵌模型》说课稿
初中生物《生物膜的流动镶嵌模型》说课稿（一）教材的地位与作用：今天我说课的内容是第四章的第二节《生物膜的流动镶嵌模型》。
第四章共有3节内容，第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜。
为什么具有选择透过性？这与膜结构有关，于是进入第二节内容。
而第二节内容又是解释第三节内容“物质跨膜运输的方式”的基础。
这三节内容的内在联系是：功能?结构?功能。
由此可见，本节《生物膜的流动镶嵌模型》在第四章中起着承上启下的作用，它是架起第一节和第三节的一座桥梁。
并体现出了结构决定功能的观点。
同时本节内容和前面的第二章中的“化合物”和第三章中的“细胞膜”、“生物膜系统”等内容又有一定的联系。
（二）教学目标：1、知识目标：简述生物膜的结构2、能力目标：⑴在此细胞膜分子结构的探究历程为主线的学习中，重点培养学生的“尝试提出问题并做出假设”的能力。
⑵借助多媒体进行探究性学习，培养学生自主学习的能力，培养学生信息获取、分析、加工、创新、利用的能力，以及团结协作和合作的学习。
3、道德情感目标：⑴在探讨建立生物膜模型的过程中形成结构和功能相适应的观点，从而树立辩证唯物主义的自然观，逐步形成科学的世界观。
⑵在探讨建立生物膜模型的过程中，使学生看到实验技术手段的进步在促进科学的发展中的作用，从而增强为振兴中华而努力学习的使命感和责任感。
（三）教学的重点和难点：教学重点：流动镶嵌模型的基本内容。
教学难点：探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
[确定教学重点的依据]：遵循新课标基础性原则，强调掌握必需的经典知识及灵活运用的能力，注重增加学生浓厚的兴趣和激发旺盛的求知欲。
[确定教学难点的依据]：遵循新课标选择性原则，在保证每个学生达到共同基础的前提下，分层次设计了多样的，可供不同发展潜能学生选择的课程内容，以满足学生有个性的发展。
（四）教学方法：⑴创设情境，激趣导入，提出探索问题。
⑵多媒体网络提供学习材料，学生个人自主学习。
（五）课时安排：一课时（六）教具：多媒体课件（七）教学过程：1、首先创设情境，激趣导入，提出问题。
生物膜的流动镶嵌模型教案
子必定排列为连续的两层。
我们知道脂质里面磷脂最多，以一个磷脂分子为例。
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。
请运用相关的化学学问，说明为什么磷脂在空气水界面上铺展成单分子层?空气水A B C D选择D。
因为磷脂分子头部具有亲水性，尾部疏水性细胞膜上的磷脂分子为什么会排列成连续的两层呢？如何排列？（与细胞的生活环境亲密相关，内有细胞质，外有细胞外液，都是以水为根底的液体环境：D）除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。
那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？20世纪40年头，曾有学者推想脂质两边各覆盖着蛋白质。
采纳阶梯式提问，引导学生步步深化，培育学生思维实力和但直到50年头，电子显微镜诞生，科学家用它来视察细胞膜。
4.1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清楚的暗-亮-暗的三层构造，他结合其他科学家的工作，大胆地提诞生物膜的模型：全部的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层构造构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。
他把生物膜描绘为静态的统一构造。
这模型有两大特点：全部膜构造一样、静态。
20世纪60年头以后，人们对这一模型的异议增加了。
不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑：假如是这样，细胞膜的困难功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都不好说明。
播放变形虫的摄食视频。
激励学生从学过的学问中找寻实例（植物细胞的质壁分别和质壁分别的复原、动物细胞的吸水、失水，形态构造发生变更）随着新的技术手段不断运用于生物膜的讨论，科学家发觉膜蛋白并不是全部平铺在脂质的外表，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。
1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞外表的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞外表的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞交融。
这两种细胞刚交融时，交融试验探究实力培育学生批判性思维实力，让学生认同科学理论的可修正性功能特点：选择透过性找学生修正细胞膜的流淌镶嵌模型人类对自然界的相识是无止境的，随着试验技术的创新和改良，对膜的讨论将更加细致入微，对膜构造的进一步的相识将更好的说明生物膜的各种功能，因此“生物膜的流淌镶嵌模型”也须要接着完善和开展。
高一生物必修1生物膜的流动镶嵌模型
新的征程
人类对自然界的认识永无止境，随 着技术的不断创新和改进，人们对膜 的研究必将更加细致入微……
知识点一：流动镶嵌模型的基本内容的解读
知识点二：理解生物膜的结构特点和功能特点
细胞膜的流动.swf
验证生物膜具有一定流动性的实验
以白细胞吞噬病菌为例说明生物膜具有 一定的流动性。
教学目标：
1、简述生物膜的结构。 2、探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起 的作用。 3、探讨在建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适 应的观点。
教学重点：生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。 教学难点：探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功
能相适应的观点。
1959年,罗伯特森提出静态的三层膜结构。 蛋白质—脂质—蛋白质
20
19世纪末
2003年1917年
1959年
奈利 用探针刺向 细胞证明细胞表面 有一层膜
科学家通过化学分
析 是：脂罗膜质的和德主蛋里要白质成克分·麦金农
两位荷兰科学家提出： 利用
脂质分皮子特排列·阿为两格层雷 显微
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美
国科学家Roderick MacKinnon和Peter Agre 。
探究历程
Year
流动镶嵌模型Singer
G. Nicolson
桑格和尼克森在继承创新中提出了流动镶嵌模型
新的征程
生物膜研究的新进 展
欧文顿 提出 膜由脂质组成
诺贝尔朗化姆瓦学提奖出磷脂头
部亲水，尾部疏水
罗伯特森 提出膜的 三层静态统一结构
19世纪中
20世纪初
1925年
试述生物膜流动镶嵌模型的主要内容。
试述生物膜流动镶嵌模型的主要内容。
生物膜流动镶嵌模型是一种描述生物膜中蛋白质、脂类和其他生物分子在膜中流动的模型。
该模型认为膜中的生物分子分为三类：固定分子、扩散分子和流动分子。
其中，固定分子在膜中静止不动，扩散分子由于热力学作用而在膜中随机扩散，而流动分子则沿着膜表面流动。
该模型还提出了膜中生物分子之间的相互作用机制，包括膜蛋白质之间的相互作用、蛋白质和脂类之间的相互作用以及脂类之间的相互作用。
这些相互作用机制不仅影响了生物分子在膜中的流动，还影响了生物分子在膜中的分布和功能。
生物膜流动镶嵌模型的主要内容包括：生物膜结构的基本组成、生物分子在膜中的运动规律、生物分子之间的相互作用机制以及这些相互作用机制对生物分子在膜中的运动、分布和功能的影响。
该模型对于研究生物膜中的生物分子运动、分布和功能具有重要意义，也为生物物理学领域的研究提供了一个重要的理论框架。
- 1 -。
生物膜的流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型
一、1.膜的组成成分:
脂质:溶解脂质物质能溶解细胞膜。
蛋白质:蛋白酶分解。
2.膜的磷脂双分子层:
磷脂分子铺在空气界面，发现面积是膜面积2倍。
磷脂是一种由甘油，脂肪酸，磷酸等所组成的分子。
3.蛋白质的位置:
蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
细胞膜具有流动性。
适当升高温度，流动性增强。
二、流动镶嵌模型(有流动性、不对称性、镶嵌型)
1.基本内容:①磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性。
②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入磷脂双分子层中，贯穿整个磷脂双分
子层。
③大多数蛋白质分子，磷脂也是可以运动的。
④糖蛋白在细胞膜上，是由糖类和蛋白质形成。
2.成分功能分析:①磷脂分子:构成了磷脂双分子层支架。
作用:脂溶性物质易透过。
②蛋白质:决定膜功能。
种类:结构蛋白:构成细胞膜成分。
载体蛋白:运输物质。
糖蛋白:保护、润滑、识别作用。
受体:信息交流。
抗原:免疫。
③糖类:糖蛋白、糖脂。
3.生物膜结构特性:膜具有流动性。
①结构基础:磷脂分子，蛋白质可运动。
②生理意义:细胞生长分裂，细胞融合。
分泌蛋白分泌。
③实例:白细胞吞噬细菌。
4.膜的功能特性:选择透过性。
①结构基础:膜上载体蛋白。
②生理意义:控制物质进出。
③实例:水分子进出，无机盐的吸收。
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生物膜的流动镶嵌模型是否已 完美无缺呢？
新技术带来新模型
技术的不断改进和创新，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……一定让 你对膜有了新的认识……
不断完善和发展的流动镶嵌模型
2003年度诺贝 尔化学奖授予两名研 究细胞膜的美国科学 家阿格雷和麦金农。 以表彰他们在细胞膜 物质运输的通道方面 所做的贡献。
2/10/2021
研修班
2问题探讨Fra bibliotek塑料袋根据结构跟功能相 适应的观点分析， 用哪种材料做细胞 膜更适于体现细胞 膜的功能？
弹力布能完全表现 细胞膜的功能吗？
其他……
自主预习核查
1.对生物膜结构的探索历程:
(1)脂质 脂质 (2)脂质和蛋白质
(3)2 连续的两层
(4)暗-亮-暗 蛋白质 脂质 蛋白质 静态
问题： 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？
单位膜模型的提出
磷脂是组成细胞 的主要脂质，是 一种由甘油、脂 肪酸、和磷酸等 所组成的分子。
它有一个亲水磷
酸“头”部，和一
个疏水的脂肪酸
的“尾”部。
思考与讨论： 磷脂分子在空气-水界 亲水 面上会怎么样铺展？
“头部”
亲水的“头部”与水接触， 疏水的“尾巴”远离水，朝 疏水 向空气的一面，在水空气 “尾部” 界面上铺展成单分子层。
(5)荧光 流动性
(6)流动镶嵌
2.流动镶嵌模型基本内容
(1)磷脂双分子层 流动
(2)表面 嵌入 贯穿 大多数
(3)外侧 蛋白质 糖类 糖蛋白
(4)糖类 脂质 糖脂
识别 保护 润滑
2/10/2021
研修班
4
从生理功能入手的科学研究
19世纪末，欧文顿（E.Overton）利用植物细胞研究细胞膜 的通透性实验
空气
水
思考与讨论：细胞膜的两侧都有水
单位膜环境模存型在，的同提学们出尝试着大胆的推
测和想象一下在这样的环境中，磷 脂分子在细胞膜中可能是怎样排布 的呢？
单位膜模型的提出
1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮 （一种有机溶剂）从一定数量的红细胞 中抽提脂类，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 细胞表面积的2倍
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
膜是由脂质组成的。
思考提与出讨假论说:
➢最初认识到生物膜
是最由初脂依质据组实成验的现， 象是和通有过关对知实识验，现经象 过的严推谨理的分推析理还和是大通 胆想过 和的 ，鉴对想是定膜？一像成种，分常提的见出提的设取 科需➢论在要学后推通方，理过法还分实。有析验假必得观说要出察还对结 来膜证的实成。分 进 行 提 取 、
分离和鉴定吗？
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。 （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 得出结论：……
2/10/2021
研修班
6
从生理功能入手的科学探究
20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质
蛋白质
脂质
蛋白质的电子密度高，在电镜 下显暗色；磷脂分子的电子密 度低，显亮色。
蛋白质
单位膜模型
静态的“蛋白质-脂质-蛋白质” 三层结构是否能体现膜的功能 呢?
2/10/2021
研修班
13
单位膜模型无法解释的现象
新技术带来新模型
标本用干冰等冰冻。 后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的
探究
2/10/2021
研修班
20
流动镶嵌模型基本内容的总结:
(1)磷脂双分子层构成了膜的 基本支架，磷脂双分子层具有流动性。
(2)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。
(3)大多数蛋白质分子也是可以运动的。
(4)在细胞膜的外表有一层糖蛋白，叫糖被。与细胞识别、 信息交流有关。
科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的三种方式 概括为镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。
2/10/2021
研修班
15
新技术带来新模型
37℃下40min后出现 了什么现象？说明 什么？ 膜上的蛋白质具
有流动性
新技术带来新模型
细
磷脂分子的运动
胞
膜
具
有
流
①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动
动
性
想一想:根据今天所获得的信息，你 能否构建一个细胞膜模型？
小结：概念图
生物膜
成分
磷脂双分子层
蛋白质分子
基本支架 具有流动性
有的镶在磷脂 双分子层表面
有的横跨整个磷 有的部分或全部嵌 脂双分子层 入磷脂双分子层中
大多数可以运动
生物膜的结构特性: 流动性 生理特选性择透: 过性
生物膜的结构特性和功能特性
1.生物膜的结构特性：流动性
结构基础：磷脂分子和大多数蛋白质是运动的。
实验验证：变形虫的运动、白细胞的吞噬细胞、胞吞和 胞吐现象。
2.生物膜的功能特性：选择透过性
画一画:细胞膜的结构模型简图
2/10/2021
研修班
18
新技术带来新模型
在 新 的 观 察 和 实 验 证 据 的 基 础 上 ， 1972 年 桑 格 (S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模 型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。
流动镶嵌模型
对要生点物膜结构的探索历程的认识
脂质分子必然排列为连续 的两层
GORTER
单位膜模型的提出
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
推测？？……
40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两 边。
单位膜模型的提出
1959 年 ， 罗 伯 特 森 （ J. D. Robertson ）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-明-暗三层结构。
第2节 生物膜的流动镶嵌模
型 是谁,隔开了原始海洋的动荡,
是谁,为我日夜镇守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你,我——一个小小的细胞 会是何等模样?
2/10/2021
研修班
1
教学目标
知识目标
1.简述生物膜的结构。 2.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。 3.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。 情感、态度与价值观 1. 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点 2.培养学生严谨的推理和大胆想象能力 3.认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的 观点看待科学，树立辨证的科学观 能力目标 尝试提出问题，作出假设