2017秋人教版高中生物必修1第四章教学课件4.2 生物膜的流动镶嵌模型 (共20张PPT)
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4.2生物膜的流动镶嵌模型 (共47张PPT)
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟 后
370C
鼠细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性
流动镶嵌模型的基本内容
1. 生物膜的基本支架：磷脂双分子层 2. 蛋白质的位置：镶、嵌、贯穿磷脂双分子层 3. 生物膜的结构特点：具有一定的流动性 4. 糖被（糖蛋白）的功能：保护、润滑、识别等
温故知新
1. P41:细胞膜的主要成分：脂质和蛋白质 2. P64:细胞膜的功能特点：选择透过性 3. P49:生物膜：细胞器膜、细胞膜、核膜等的统称
学习目标
1.简述生物膜的结构。 2.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。
一、对生物膜结构的探索历程
一 19世纪末，膜透性实验 二 20世纪初，膜成分实验 三 1925年，膜面积实验 四 1959年，膜结构实验 五 1970年，膜融合实验
时光机之一：19世纪末，欧文顿实验
19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物 细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：细胞 膜对不同物质的通透性不同。
● ●● ●● ● ● ●
●不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
细胞膜
假说： 膜是由脂质(磷脂)组成的
细胞膜的通透性实验 时间：1895年
人物：欧文顿
实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性 实验，发现脂质、脂溶性的物质更容易通过细胞膜。
时间：1972年 人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型 （大多数人接受）
蛋白质分子
磷脂双分子层
※1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
新技术带来新模型
科学家关于蛋白质 在细胞膜上存在的 三种方式的概括： 1 在膜表面 2 嵌在膜中 3 穿透膜
生物膜的流动镶嵌模型(共31张PPT)
生物膜结构的探索历程
想一想
在建立生物膜模型的过程中，实验 技术的进步起到怎样的作用？
1970年，弗雷（Larry Frye）和埃迪登（）等科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分
子（免疫荧光染色技术），将小鼠细胞和人的细胞融合。
阅读教材P68 “蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构是否是静态结构?
面积的2倍。
得出结论：
细胞膜中的脂质分子（主要是磷脂分子）必然排列 为连续的两层。
细胞膜上的磷脂分子如何排列成连续 的两层?
除脂质外，蛋白质也是细胞膜的主要成 分。那么蛋白质位于细胞膜的什么位置?
1935年， 丹尼利（J. Danielli ）和戴维桑（ H. Davson ） 提出了“蛋白质-脂类-蛋白质”的三 明治模型。认为:质膜由双层脂类分子及其内外 表面附着的蛋白质构成的。
2、蛋白质分子:有的镶嵌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，有的贯穿整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性 ）。
脂质和蛋白质是怎样组成膜的?
1925年，荷兰科学家高特（） 和戈莱格尔（），用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层
分子。
plasma membrane
提出假说——单位膜模型
生物膜是由“蛋白质-脂质-蛋白质”的三层结构构成的静态统一 结构。 （“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型）
1959年，罗伯特森（） 用锇酸处理了细胞膜（蛋白质经锇酸作用后形成高电子密度的锇黑,在电镜下呈暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带 ），用
超薄切片技术获得了清晰的红细胞细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约。
高中生物 第四章 第二节 生物膜的流动镶嵌模型课件 新人教版必修1
ppt精选
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时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标 记后融合
小鼠细胞和人细胞融合实验
ppt精选
9
1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验 证据的基础上，提出了流动镶嵌模型,为多 数人所接受
ppt精选
10
流动镶嵌模型的基本内容：
1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中 的蛋白质组成。还有少量的多糖。
想一想：
磷脂分子在空气-水界面 上会怎么样铺展？
亲水的“头部”与水接触， 疏水的“尾巴”远离水， 朝向空气的一面，在水空 气界面上铺展成单分子层。
空气
水
单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍
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5
1959年，罗伯特森利用电镜，获 得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗
的三层结构。蛋白质
脂质 蛋白质
高中生物 必修1
生 物 膜第 的四 流章 动第 镶二 嵌节 模 型
ppt精选
1
从生理功能入手的科学研究
19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透 性进行了上万次的实验
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
思考与提讨出论假: 说
最•是最初由初依脂认质据识组实到成验生的现物，膜象 和是有通关过对知实识验，现经象过 严的谨推的理分推析理还和是大通胆 的过想膜像成分，的提提出取设和想， 是鉴一定种？常见的科学
2.生物膜的流动镶嵌模型。
生物膜的流动模型认为，磷_脂__双__分__子__层__构成了膜的基 本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分 子也是可以运动的。
人教版高中生物必修1第四章第2节 生物膜的流动镶嵌模型(共21张PPT)
获良多。 现 将 6个 月 来 的思想 、学习 、工作 情况汇 报如下 :
一 、 挂 职 单 位简介 xx市 xx区 历 史 悠 久 ,早在新 石器时 代的母 系氏族 公社时 期,境内 就有原始人类居住。 原 称 xx,明 朝 时 为避 讳,改名 为xx。 解放后 xx析出 置市,xx县 先 后为xx专 区(地 区)及xx 市 辖 。 xxx年 国 务院 批准撤 销xx县 ,设立 为xx市 xx区。 xx区下 辖x 个镇 、x个乡、x个 街 道 办 事 处 ,xxx个 行政村 、 xx个 社区、 xx 个城 镇居委 会,区 域总面 积为xxx平 方公 里 。 xxx年 末 ,全 区 户籍总 户数xx万 户,户 籍总人 口xxx万 人,其 非农业 人口xxx 万人。
表面积2倍。
细胞膜中的 磷脂分子排 列为连续的 两层
水
环
水环境
境
平面图
立体图
资料四
1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗— 亮—暗的三层结构（当电子束照射大分子物质，黑暗； 照射小分子物质，光亮）。
蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型
资料五 人-鼠细胞融合实验(荧光标记法)
人细胞
荧
光
标
记
XX年 纪 委 干 部 挂职 锻炼个 人工作 总结报 告 为 进 一 步 提 高纪检 干部的 素质和 工作能 力,根据 xx纪委 和xx纪 委安排 ,我作为 xx库车 县 纪 委 的 挂 职干部 于XX年 6月1日 在xx市 xx区纪 委进行 为期6个 月的 挂职锻 炼,挂任 xx区 纪 委 常 委 职务 ,至今挂 职期已 满,在挂 职锻炼 期间,在 上级 领导的 关怀指 导和xx 区 纪 委 同 志 们的支 持帮助 下,我虚 心学习 ,勤奋工 作,扎 实锻炼 ,时间虽 然不长 ,但是收
一 、 挂 职 单 位简介 xx市 xx区 历 史 悠 久 ,早在新 石器时 代的母 系氏族 公社时 期,境内 就有原始人类居住。 原 称 xx,明 朝 时 为避 讳,改名 为xx。 解放后 xx析出 置市,xx县 先 后为xx专 区(地 区)及xx 市 辖 。 xxx年 国 务院 批准撤 销xx县 ,设立 为xx市 xx区。 xx区下 辖x 个镇 、x个乡、x个 街 道 办 事 处 ,xxx个 行政村 、 xx个 社区、 xx 个城 镇居委 会,区 域总面 积为xxx平 方公 里 。 xxx年 末 ,全 区 户籍总 户数xx万 户,户 籍总人 口xxx万 人,其 非农业 人口xxx 万人。
表面积2倍。
细胞膜中的 磷脂分子排 列为连续的 两层
水
环
水环境
境
平面图
立体图
资料四
1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗— 亮—暗的三层结构（当电子束照射大分子物质，黑暗； 照射小分子物质，光亮）。
蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型
资料五 人-鼠细胞融合实验(荧光标记法)
人细胞
荧
光
标
记
XX年 纪 委 干 部 挂职 锻炼个 人工作 总结报 告 为 进 一 步 提 高纪检 干部的 素质和 工作能 力,根据 xx纪委 和xx纪 委安排 ,我作为 xx库车 县 纪 委 的 挂 职干部 于XX年 6月1日 在xx市 xx区纪 委进行 为期6个 月的 挂职锻 炼,挂任 xx区 纪 委 常 委 职务 ,至今挂 职期已 满,在挂 职锻炼 期间,在 上级 领导的 关怀指 导和xx 区 纪 委 同 志 们的支 持帮助 下,我虚 心学习 ,勤奋工 作,扎 实锻炼 ,时间虽 然不长 ,但是收
4.2《生物膜的流动镶嵌模型》(22张PPT)
蛋白质分子------镶在表层或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中
结构特点：具有一定的流动性
2020/8/9
二.结构与功能的适应
结构
功能
磷脂双 磷脂参与构成生物膜；磷脂双分子层构成膜的基本支 分子层 架，具有流动性；（有些细胞还有胆固醇有调节膜流
动性、维持膜结构稳定的作用）
蛋白质 大多数是可以运动的（包括载体蛋白和通道蛋白，受 体蛋白，酶，微管蛋白）
答案：B
2020/8/9
2.对生物膜结构的探索经历了漫长的历程，下列结论（假说） 错误的是（ ） A.欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜得出细胞膜是由脂 质组成的 B.两位荷兰科学家提取人红细胞中的脂质，发现铺展成的单分 子层的面积是红细胞表面积的2倍，由此得出细胞膜中的脂质 分子排列为连续的两层 C.电镜下细胞膜呈清晰额暗-亮-暗三层结构，罗伯特森认为生 物膜由脂质-蛋白质-脂质三层结构构成 D.人-鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性 答案：C
糖类
与蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂。糖蛋白： 有保护和润滑作用有细胞识别。糖脂：参与细胞识别 和信息传递，是细胞表面抗原的重要组成成分
2020/8/9
三.生物膜的结构特点和功能特性
项目 内容 原因
影响 因素 联系
结构特点
功能特性
一定的流动性
选择透过性
构成生物膜的磷脂分子和大多数 遗传特性——载体蛋白种类数
成效中学高一生物组
2020/8/9
成长 成人 成才 成功
第四章 细胞的物质输入和输出
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
2020/8/9
三.对生物膜结构的探索历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
提取出细胞膜
两位荷兰科学家 提出：脂质分子
人教版高中生物必修一：第四章第2节 生物膜的流动镶嵌模型课件(共42张PPT)
生物膜的特点
结构特点：
具有一定的流动性 功能特点： 具有选择透过性
②静态的结构质ຫໍສະໝຸດ ：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
新的发现：
随着新技术的运用，科学家发现膜 蛋白并不是全部铺在脂质的表面， 有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层 中的。
资料六
时间：1970年（探究细胞膜的结构特性） 人物：Larry Frye等 实验：将人和鼠的细胞表面的蛋白分别用不同的荧光 标记后，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，放置一段时间后发现两种荧光抗体均 匀分布
提出假说：细胞膜具有流动性
人细胞
40分钟后
诱导
荧光标记 膜蛋白 融合
370C
鼠细胞
结论：细胞膜具有一定的流动性
举例说明细胞膜具有流动性 变形虫的变形运动 植物细胞的质壁分离 动物细胞吸水膨胀和失水皱缩
资料七：1972年，桑格和尼克森在新的观察和 实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型,为多 数人所接受 1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在 其中的蛋白质组成。还有少量的糖类。
而糖水解酶就把糖蛋白水解了.糖蛋白 就没有水解能力了.
5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运 动的，体现了膜的流动性（结构特点）
（1）磷脂分子的运动性
（2）膜蛋白的运动性
流动镶嵌模型的基本内容：
1、膜的组成成分： 主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类． 2、膜的基本支架: 磷脂双分子层. 3、蛋白质分子的位置: 蛋白质分子有的镶嵌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。（体现了膜结 构内外的不对称性）
实验:采用哺乳动物的红细胞,经过特殊 处理使细胞发生溶血现象,一些物质溶 出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得 到纯净的细胞膜(又称血影). 化学分析表明：膜的成分主要是脂 质和蛋白质。
人教生物必修1第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型(共16张PPT)(最新版推荐下载)
验及其他实验
桑格和尼克森
提出生物膜的流动镶嵌模 型
磷脂双分子层；
静止的； 轻油般的流体； 流动性；
镶；
表面；
部分或全部嵌入；
贯穿； 运动。
细胞膜； 细胞膜； 蛋白质； 糖类； 糖蛋白；
糖被； 细胞膜； 糖类； 脂质分子； 糖脂。
课堂探究：小组讨论，全员参与。
探究一 情景剧要求： 角色设定：某个时期的科学家。 讲述要求： （1）你做实验前提出的问题； （2）实验的内容、结果及得出的结论。
1970年
红色的 荧光物 质标记
人细胞
杂交细胞
37℃Leabharlann 细胞融合绿色的 荧光物 质标记
小鼠细胞
40min
结论：细胞膜具有流动性。
膜 质膜 是 和的 由 蛋主 脂 白要 质 质成 组分 成是 的脂
排细 列胞 为膜 连中 续的 的脂 两质 层分
子
白 质生
—— ——
质物
三膜
层 脂是
结 质由
构蛋
组 成
蛋
白
细 模生 胞 型物 膜膜 具的 有流 流动 动镶 性嵌
亲水 “头部”
疏 水 “ 尾 部 ”
空 气 和 水 界 面
单 分 子 排 布
上
形 成 球 状 的 微 团
双
层
脂
分
子
搅动后
的 球
形
水溶液中
脂 质
体
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。
结论：所有的生物膜都是由蛋白质—脂 质—蛋白质三层结构构成，且是静态的。
20世纪60年代以后
探究二 要求： 任务一：黑板板书； 任务二： （1）以小组为单位在纸上画出生物膜结构模 型的示意图； （2）三名学生在黑板上画出生物膜结构模型 的示意图。
人教版高中生物必修1第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型(共24张PPT)
发现实验2： 20世纪初，哺乳动物的成熟红细胞 的细胞膜化学成分分析实验：
红细胞的细胞膜
化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白
质，其中，组成膜的脂质中磷脂含量最高。
3
证 明:欧文顿的假说是正确的。 3
（二）对生物膜组成成分之间结合方式的探索
探究活动1：
——磷脂分子的排列
根据磷脂分子的结构特点，请同学们分析判断它
膜是由脂质组成的
细胞膜具有流动性
膜的主要成分是脂 质和蛋白质
生物膜的流
2
Байду номын сангаас
动镶嵌模型
0
通过对科学史料的学习，一起 构建生物膜的流动镶嵌模型的 过程中，你有哪些收获呢？
桑格和尼克森提出的流动镶 嵌模型是最完善的模型吗？
2 1
拓展：
2011年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯·博 伊特勒、法国科学家朱尔斯·霍夫曼和加拿大科学家拉尔夫·斯 坦曼，以表彰他们在人类免疫系统领域做出的独特发现。博 伊特勒和霍夫曼发现了人体细胞膜上参与免疫的关键受体蛋 白。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1972年，桑格和尼克森提出了生物膜流动镶嵌模型：
细胞膜的结构模型示意图 1 7
思考问题： 1.生物膜的基本骨架是什么？ 2.蛋白质分子在生物膜中的分布方式有哪些？ 3.生物膜具有流动性的原因有哪些？ 4.糖被有哪些功能？它分布在细胞膜的哪侧？
1 8
概念图
板书
生物膜流动镶嵌模型
组成成分
结构 决定 功能
蛋白质
磷脂分子
特 点
特 点
分布
基本支架
镶 嵌 贯穿 磷脂双分子层
可以运动
具有
流动性 基础 选择透过性
必修一课件-第四章-生物膜的流动镶嵌模型(28张))-PPT优秀课件
空气
水
科学家是怎样从这一现象中得 出“磷脂在细胞膜中必然是双 层的排列”这一假说的呢？
设每层的膜面积为S，两层膜面积就为2S，把两 层膜展开在水－空气界面上铺成一层，就会形成 面积为2S的单层膜。
资料2 1925年 荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从 红细胞中抽提出脂质，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表 面积的两倍。
必修一课件：第四章第二节-生物膜的 流动镶 嵌模型 （28张 ））
7.回顾：对生物膜结构的探索历程 必修一课件：第四章第二节-生物膜的流动镶嵌模型（28张））
现象观察：19世纪末，欧文顿发现 脂溶性 物质更容易透过细胞膜。 提出假说： 膜是由脂质组。成 实验证明：20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由脂质和 蛋白组质 成。
结 论
荧光标记技术
细胞杂交技术
细胞膜上的蛋白质是可以运动的。
必修一课件：第四章第二节-生物膜的 流动镶 嵌模型 （28张 ））
新技术带来新模型
磷脂分子的运动
细胞膜具有 流动性
①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动
必修一课件：第四章第二节-生物膜的 流动镶 嵌模型 （28张 ））
3.总结：生物膜结构的探究历程 必修一课件：第四章第二节-生物膜的流动镶嵌模型（28张））
2.选择透过性 3.弹性
结构与功能相适应
3
资料1
相似相溶原理
19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进
行上万次实验，发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。
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。
溶于脂质的物质：固醇类激素、胆固醇、维生素D、性激素、甘油、