第4章：細胞的物質(zhì)輸入和輸出第二節(jié)

生物膜的流動鑲嵌模型

第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改1、生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？2、通過分析科學家建立生物膜模型的過程，你對科學的過程和方法有哪些領悟？本節(jié)聚焦第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改問題探討

在制作真核細胞三維模型的活動中，某小組同學分別用三種材料做細胞膜：塑料袋、普通布和彈力布。討論：

根據(jù)結構與功能相適應的觀點分析，用哪種材料做細胞膜，更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？生命系統(tǒng)的邊界、控制物質(zhì)的進出、具有一定的彈性第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改

1895年歐文頓(Overton)用500多種物質(zhì)對植物細胞的通透性做實驗發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細胞膜十分困難。一、對生物膜結構的探索歷程膜是由脂質(zhì)組成的1、最初認識到細胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取和鑒定？2、在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？思考與討論資料1.非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)為什么？相似相溶第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改

膜的成分和結構的初步闡明，最初都是先根據(jù)實驗現(xiàn)象和有關知識，提出假說，而不是通過實驗觀察直接證實的。假說的提出要有實驗和觀察的依據(jù)，同時還需要嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂蟆＜僬f需要通過觀察和實驗進一步驗證和完善。提出假說資料2.

20世紀初，科學家們第一次將細胞膜從哺乳動物紅細胞中分離出來，化學分析表明，它們的主要成分是。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改資料3.

1925年，兩位荷蘭科學家

用丙酮(一種有機溶劑)提取紅細胞膜中的脂類物質(zhì)，然后在水面將脂質(zhì)物質(zhì)鋪成單分子排列的一層，測得總面積恰好為紅細胞表面積的2倍。

把紅細胞放在蒸餾水中使其吸水漲破，反復沖洗后只留細胞膜（血影），把這些破碎的膜展開鋪在水面上，測定出紅細胞的表面積。細胞膜由兩層脂質(zhì)分子組成，連續(xù)排列說明什么？6第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改7兩層脂質(zhì)分子是如何排列為兩層的呢？第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改

研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？這與它的結構和狀態(tài)有關。親水端疏水端易與水結合在一起2條長脂肪酸鏈組成，性質(zhì)像油，不能與水結合——頭部——尾部磷脂分子磷酸脂肪酸8第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改連續(xù)兩層排列膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？1959年羅伯特森在電鏡下看到細胞膜如下結構：(暗——亮——暗)提出：膜由

三層結構構成。蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)（提出的“三明治”結構模型）資料4.10第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改靜態(tài)的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結構模式圖11第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改模型的不足之處：1.靜態(tài)結構2.把蛋白質(zhì)在膜中的分布認為是:均勻分布在脂雙層的兩側靜態(tài)的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結構受到質(zhì)疑細胞膜是靜止的，變形蟲為什么會運動？細胞之間為什么會發(fā)生融合？細胞為什么會生長？推論：細胞膜應該是流動的第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改13思考與討論有什么證據(jù)證明細胞膜中的物質(zhì)是不斷運動的呢？第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改①用紅色熒光染料標記人細胞膜上的蛋白質(zhì)；②用綠色熒光染料標記鼠細胞膜上的蛋白質(zhì)；③把人細胞和鼠細胞融合，融合的細胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。④然后把此細胞在37℃下培養(yǎng)40分鐘，再檢查，兩種顏色的熒光均勻分布在整個細胞表面。熒光標記蛋白質(zhì).人細胞鼠細胞誘導融合40分鐘后370C細胞膜具有流動性1970年有兩位科學家做了下列實驗：實驗表明：資料5.第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改

細胞中的脂質(zhì)也是流動的嗎？通過相關的實驗證明細胞膜具有一定的流動性15思考與討論磷脂分子的運動①側向擴散運動；②旋轉運動；③擺動運動④伸縮震蕩運動；⑤翻轉運動；⑥旋轉異構化運動。第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改膜的中間是磷脂雙分子層，是膜基本支架蛋白質(zhì)鑲在膜的表面部分或全部嵌入資料6.

1972年，桑格（S.J.Singer）&尼克森（G.Nicolson）在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，在羅伯特森模型的基礎上提出”流動鑲嵌模型”，為大多數(shù)人所接受。強調(diào)膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。貫穿第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改資料6.

1972年，桑格（S.J.Singer）&尼克森（G.Nicolson）提出”流動鑲嵌模型”。第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容

構成了膜的基本支架，這個支架具有

，

有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個

，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以

。流動性蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層運動的磷脂雙分子層

生物膜的結構特點：流動性第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改

對生物膜結構的探索歷程19世紀末,歐文頓的實驗和推論：膜是由

組成的；20世紀初,科學家的化學分析結果，指出膜主要由

和

組成；1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮提取紅細胞膜的脂質(zhì)，細胞膜中的脂質(zhì)分子

；

1959年,羅伯特森提出的“三明治”結構模型：生物膜都由

三層結構；1970年,熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有

；1972年,桑格和

提出了

。脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)流動性尼克森流動鑲嵌模型排列為連續(xù)的兩層小結第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改生物膜的結構特點：生物膜的生理特性：流動性選擇透過性強調(diào)第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（）A細胞膜具有一定流動性B細胞膜是選擇透過性C細胞膜的結構是以磷脂分子層為基本骨架D細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子2.下列哪一種膜結構能通過生物大分子（）A細胞膜B核膜C線粒體膜C葉綠體膜課堂練習第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（）A保護作用B一定的流動性C主動運輸D選擇透過性4、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關系的化學物質(zhì)是（）A、糖蛋白B、磷脂C、脂肪D、核酸課堂練習第四章第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型-修改5、在下列幾組化學元素中，構成細胞膜所必需的基本元素是（）A.C、H、OB.C、H、O、PC.C、H、O、