Модели клеточных мембран
творческая работа учащихся по биологии (10 класс) по теме

  Модели клеточных мембран.

Для изучения этой темы мне был предложен следующий алгоритм.

Алгоритм для изучения темы

« Модели клеточных мембран»

Интегрирующей целью является проработка материала учебника и понятие основных тем:

1. Принципиальное отличие трех моделей клеточных мембран
2. Понять почему модель Сингера и Николсона считается наиболее верной.

Цель работы: отработать навыки работы с учебной литературой.

          На рисунке 7.8 изображена мицелла( частицы, у которых гидрофобные хвосты упрятаны внутрь и тем самым защищены от контакта с водой), в которой имеется двойной слой липидных молекул- так называемый липидный бислой. Подобные липидные бислои обладают многими свойствами, характерными для мембран, находящихся в живых клетках. Давсон и Даниелли в 1935 году высказывали предположение, что в клеточных мембранах имеется такой же липидный бислой, заключенный между двумя слоями белка.  Предложенная этими авторами модель мембраны изображена на рисунке 7.9. С появлением электронного микроскопа впервые открылась возможность познакомиться со строением мембран, и тогда обнаружилось, что плазматическая мембрана как животных, так и растительных клеток выглядит именно как трехслойная( триламинарная) структура. Еще модель Давсона и Даниэлли назвали «моделью сэндвича», потому что сэндвич- это закрытый бутерброд, а модель представляет собой липидный бислой, покрытый с двух сторон белковыми молекулами, очень похожий на бутерброд.

        В 1959 году Робертсон, объединив имевшиеся в то время данные, выдвинул гипотезу о строении «элементарной мембраны», в которой постулировал структуру, общую для всех биологических мембран:

1. Все мембраны имеют толщину около 7,5 нм;
2. В электронном микроскопе все они представляются трехслойными;
3. Трехслойный вид мембраны есть результат именно того расположения белков и полярных липидов, которое предусматривала модель Давсона и Даниэлли- центральный липидный бислой заключен между двумя слоями белка.

На основании этой гипотезы мы делаем вывод, что модели мембраны Робертсона и модели Давсона и Даниэлли не имеют принципиальных отличий между собой, они очень похожи друг на друга.

       Эта гипотеза строения элементарной мембраны претерпела с тех пор изменения  в связи с получением новых данных, поступавших из различных источников. Особенно плодотворным в деле в деле изучения мембранной структуры оказался метод замораживания- скалывания. При этом мембраны расщепляются и внутренние их поверхности становятся доступными для обозрения. Преимущество этого метода заключается в том, что мембраны благодаря мгновенному замораживанию сохраняются как бы в живом виде, тогда как химическая фиксация способна так или иначе изменить естественное расположение их компонентов. Метод замораживания- скалывания выявляет наличие в мембране частиц, погруженных в липидный бислой, а иногда и пронизывающих его насквозь. Можно сказать, что, чем активнее в метаболическом плане данная мембрана, тем больше в ней обнаруживается таких белковых частиц. Например в мембранах хлоропластов( содержащих до 75% белка) частиц много, а в метаболически инертной миелиновой оболочке аксона (18 % белка) их нет совсем.

         В 1972 году Сингер и Николсон предложили жидкостно- мозаичную модель мембраны, согласно которой белковые молекулы, плавающие в жидком липидном бислое, образуют в нем как бы своеобразную мозаику. Обратите внимание на рисунок 7.11, на котором представлена жидкостно- мозаичная мембрана. В этой модели липидный бислой по- прежнему рассматривается как элементарная мембрана, но здесь он представлен как динамическая структура; белки плавают в этом липидном «море» подобно островам- иногда свободно, а иногда на привязи- их удерживают микрофиламенты, проникающие в цитоплазму. Липиды также могут перемещаться, меняя свое положение. В этом состоит существенное отличие модели мембраны Сингера и Николсона от модели Давсона и Даниэлли.

   Обратите внимание на рисунок 7.11.Анализируя предложенный рисунок мы делаем вывод, что белки могут распологаться  в мембране тремя способами:

1. Мембранные белки могут примыкать к бислою (А)
2. Могут погружаться в бислой (Б)
3. Могут пронизывать его насквозь (С)

Проработав, предложенный нам  алгоритм, мы познакомились со строением трех моделей мембран, выяснили их сходства и различия и получили представление о расположении белков в мембранах.

Рис. 7.8. Мицеллы, образуемые полярными липидами в воде: сферическая (А) и палочковидная (Б).

                                             Белковые молекулы

                                                    Липидный бислой

                                                      Белковые молекулы

Рис. 7.9. Модель мембраны, предложенная Давсоном и Даниелли.

Презентация

на тему «Модели клеточных мембран»

ученицы 10 «Б» класса старшей школы №1101

Солодкой Екатерины.

                Алгоритм для изучения темы

«Модели клеточных мембран».

УЭ-0:Интегрирующая цель: проработав материал учебника, ты должен понять в чем принципиальное отличие трех моделей клеточных мембран;

Почему модель Сингера и Николсона считается наиболее верной

УЭ-1.Цель: отработать навыки работы с учебной литературой.

Последовательность действий

1.Пойди в библиотеку и возьми учебник «Биология»(Н.Грин,У.Стаут,Д.Тейлор.Т.1.)

2..Приготовь ручку, тетрадь и чистый лист бумаги.

3.Открой книгу на с.218. Нужный тебе материал начинается со слов: «На рисунке 7.8 изображена мицелла…» Внимательно прочитай весь абзац до слов: « … мембраны эритроцита».Рассмотри рисунок 7.9.

4.Как ты думаешь, почему модель Давсона и Даниэли назвали « моделью сэндвича»

(сэндвич- закрытый бутерброд)?

5.Запиши в тетрадь фамилии этих ученых, год открытия ими модели мембраны и сделай рисунок этой модели.

6.Внимательно прочитай следующие два абзаца со слов: «В 1959 г…»- и до слов: «…поверхности мембраны».

7.Есть ли принципиальные отличия модели мембраны Робертсона от модели Давсона и Даниэли?

8.Выпиши в тетрадь фамилию Робертсона, год создания его гипотезы и основные постулаты:

                  А)

                  Б)

                  В)

9.В чем заключается преимущество метода «замораживания- скалывания» перед химической фиксацией мембраны?

10. Внимательно прочитай последние два абзаца до параграфа «Белки».

11.Чем модель мембраны Сингера и Николсона отличается от модели Давсона и даниэли?

Почему проводится аналогия первой модели с бушующим морем, в котором плавают айсберги? Какое органическое вещество символизирует айсберги, а какое -море?

12.Запиши в тетрадь фамилии Сингера и Николсона и год создания их модели.

13.Внимательно рассмотри рисунок7.11 на с.220. На первый взгляд он кажется непонятным и громоздким. Сосредоточься на рисунке А в правом верхнем углу. Сравни его с предлагаемым ниже рисунком; разберись, где находятся липиды, где белки и какими тремя способами белки могут располагаться в мембране. В этом тебе помогут учебник биологии под ред.А.О.Рувинского (с.47,рис.17), учебник биологии под ред. Д.К.Беляева (с.34,рис.12) Сравни все рисунки между собой.

14.теперь отложи в сторону книгу и сделай перерыв.

УЭ-2.Цель: подготовить сообщение по изученной теме для выступления на уроке.

1.Подготовься к выступлению на семинаре. В ходе изложения материала ты можешь пользоваться своими записями. Составь четкий схематический план и напиши его крупным шрифтом на отдельном листе( чтобы удобно было подсматривать). Несколько раз прорепетируй свое выступление дома и постарайся уложиться в 12-15 минут.

2.Во время выступления не забывай записывать на доске фамилии ученых, даты их открытий и делать рисунки мембран.

                                          Межклеточное пространство

                                                        углеводы

                        белки-ферменты                                                            два слоя

                                                                                                                   липидов

                                                                                    белок, пронизывающий

                     цитоплазма                                             мембрану насквозь

Строение плазматической мембраны.

                         Хвосты липидов

                                                              Головки липидов

Схема строения цитоплазматической мембраны

А - поперечный срез

Б - вид сверху