1、第2節 生物膜的流動鑲嵌模型 時間：時間：18951895年年 人物：歐文頓（人物：歐文頓（E.OvertonE.Overton） 實驗：用實驗：用500500多種化學物質對植物細胞的通透性進多種化學物質對植物細胞的通透性進 行過上萬次的實驗。行過上萬次的實驗。 發現：細胞膜對不同物質的通透性不一樣：凡是可發現：細胞膜對不同物質的通透性不一樣：凡是可 以溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質以溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質 更容易通過細胞膜進入。更容易通過細胞膜進入。 膜是由脂質組成的。膜是由脂質組成的。1 1、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？資料資料1 1E.Ove

2、rtonE.Overton的結論：的結論：一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型的評價依據你的假說是：你的假說是：磷脂分子在水磷脂分子在水空氣界面中以及水溶液中的排布方式？空氣界面中以及水溶液中的排布方式？ 磷脂是一種由甘油、脂肪磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子，磷酸和磷酸等所組成的分子，磷酸酸 “ “頭頭” ” 部是親水的，脂肪部是親水的，脂肪酸酸“尾尾”部是疏水的。部是疏水的。資料資料2 2：磷脂分子結構磷脂分子結構磷脂分子磷脂分子1 1、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？2 2、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢

3、？、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型的評價依據資料資料3 3 1925 1925年荷蘭科學家年荷蘭科學家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel用丙用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣水界面上水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的胞表面積的2 2倍。倍。細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層！細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層！兩位科學家的結論：兩位科學家的結論：一、對生物膜結構

4、的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型的評價依據1 1、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？2 2、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？評一評，改一改評一評，改一改 是否達到要求是否達到要求（簡要評價并（簡要評價并給出分數）給出分數）不足之處不足之處改進的辦法改進的辦法1 1、脂質的排列、脂質的排列方式（方式（2020分）分）評價依據評價依據項目項目3 3、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型的評價依據1 1

5、、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？2 2、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？ 20 20世紀初，科學家在實驗中發現：細胞膜不但世紀初，科學家在實驗中發現：細胞膜不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶蛋白酶( (能專一能專一地分解蛋白質的物質地分解蛋白質的物質) )分解。分解。資料資料4 43 3、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？科學家的結論：科學家的結論：膜的主要成分還含有蛋白質膜的主要成分還含有蛋白質一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模

6、型的評價依據1 1、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？2 2、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？4 4、蛋白質在生物膜、蛋白質在生物膜中是怎樣排列的呢？中是怎樣排列的呢？3 3、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型的評價依據1 1、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？2 2、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？細胞膜結構的電鏡照片細胞膜結構的電鏡照片4 4、蛋白質在生物膜、蛋白質在生物膜中是怎樣

7、排列的呢？中是怎樣排列的呢？你的推理：你的推理：一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型的評價依據資料資料5 5 20 20世紀世紀5050年代，羅伯特森用年代，羅伯特森用電子顯微鏡觀察到細胞膜呈清晰電子顯微鏡觀察到細胞膜呈清晰的的暗暗 亮亮 暗暗的三層結構。的三層結構。 生物膜是由生物膜是由“蛋白質蛋白質 脂質脂質 蛋白質蛋白質”構成的三層靜態統一結構構成的三層靜態統一結構。羅伯特森的羅伯特森的提出：提出： 標本用干冰等冰凍，然后用冷刀斷開，升溫標本用干冰等冰凍，然后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。后暴露斷裂面。蛋白質蛋白質鑲在鑲在、嵌入嵌入、貫

8、穿、貫穿磷脂雙分子層中。磷脂雙分子層中。資料資料6 6：冰凍蝕刻技術冰凍蝕刻技術評一評，改一改評一評，改一改 是否達到要求是否達到要求（簡要評價并（簡要評價并給出分數）給出分數）不足之處不足之處改進的辦法改進的辦法2 2、蛋白質的排、蛋白質的排列方式（列方式（2020分）分）評價依據評價依據項目項目5 5、構成生物膜的成分是靜止不動的嗎、構成生物膜的成分是靜止不動的嗎？4 4、蛋白質在生物膜、蛋白質在生物膜中是怎樣排列的呢？中是怎樣排列的呢？3 3、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？、生物膜的組分一定有蛋白質嗎？一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程 對生物膜模型的評價依據對生物膜模型

9、的評價依據1 1、生物膜的組分一定有脂質嗎？、生物膜的組分一定有脂質嗎？2 2、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？、脂質在生物膜中是怎樣排列的呢？科學背景科學背景 20世紀世紀70年代，熒光染料標記技術（標記大年代，熒光染料標記技術（標記大分子，并能檢測到被標記的大分子的具體分布）分子，并能檢測到被標記的大分子的具體分布）已經得到廣泛的應用已經得到廣泛的應用誘導誘導融合融合人細胞人細胞鼠細胞鼠細胞熒光標記熒光標記 膜蛋白膜蛋白4040分鐘后分鐘后370C資料資料7 7：人人- -鼠細胞融合實驗鼠細胞融合實驗19701970年年 弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 Edidin

10、 )Edidin )結論：結論：細胞膜中的蛋白質是可以運動的。細胞膜中的蛋白質是可以運動的。1 1、磷脂雙分子層構成膜的基本支架、磷脂雙分子層構成膜的基本支架。2 2、蛋白質分子有的、蛋白質分子有的鑲鑲在在磷脂雙分子層表面，有磷脂雙分子層表面，有的部分或全部的部分或全部嵌嵌入入磷脂雙分子層中，有的磷脂雙分子層中，有的貫穿貫穿于于整個磷脂雙分子層。整個磷脂雙分子層。3 3、磷脂分子和蛋白質分子都不是靜止不動的、磷脂分子和蛋白質分子都不是靜止不動的, ,而是具有一定的而是具有一定的流動性流動性。二、流動鑲嵌模型的基本內容二、流動鑲嵌模型的基本內容19721972年桑格和尼克森提出了流動鑲嵌模型年桑格和尼克森提出了流動鑲嵌模型評一評，改一改評一評，改一改 是否達到要求是否達到要求（簡要評價并（簡要評價并給出分數）給出分數）不足之處不足之處改進的辦法改進的辦法3 3、與流動鑲嵌、與流動鑲嵌模型的比較模型的比較 （2020分）分）評價依據評價依據項目項目生物膜結構模型示意圖生物膜結構模型示意圖問題：問題：在生物膜模型的建立和完善過程中，在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示你受到哪些啟示? ?三、你的模型能否準確解釋細胞膜的功能三、你的模型能否準確解釋細胞膜的功能1 1、將細胞與外界環境分隔開