zpp生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

1、1會(huì)計(jì)學(xué)zpp生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型科幻之旅科幻之旅 如果有如果有“時(shí)光機(jī)器時(shí)光機(jī)器”，將此刻的，將此刻的你送回你送回19世紀(jì)，你會(huì)從哪幾個(gè)方面世紀(jì)，你會(huì)從哪幾個(gè)方面去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)?細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程: :時(shí)間：時(shí)間：1919世紀(jì)末（世紀(jì)末（18951895年）年）實(shí)驗(yàn)：歐文頓實(shí)驗(yàn)：歐文頓(E.Overton)(E.Overton)用用500500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn)，發(fā)

2、現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。易通過細(xì)胞膜。時(shí)間：時(shí)間：2020世紀(jì)初世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，然后進(jìn)行化學(xué)分析。出來，然后進(jìn)行化學(xué)分析。化學(xué)分析表明：膜的主要成分是化學(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 組成膜的脂質(zhì)中組成膜的脂質(zhì)中磷脂磷脂含量最多含量最多磷脂是一種由甘油，磷酸和脂肪酸所組成的分子；磷脂是一種由甘油，磷酸和脂肪酸所組成的分子；磷酸磷酸“頭頭”部是親水的，脂肪酸部是親水的，脂肪酸“尾尾

3、”部是疏水部是疏水的。的。親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？合構(gòu)成膜的呢？時(shí)間：時(shí)間：19251925年年實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在膜中提取脂質(zhì)，在空氣水空氣水界面上鋪展界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的為紅細(xì)胞表面積的兩兩倍。倍。 時(shí)間：時(shí)間：19251925年年實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)

4、機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在膜中提取脂質(zhì)，在空氣水空氣水界面上鋪展界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰好成單分子層，測得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的為紅細(xì)胞表面積的兩兩倍。倍。 得出結(jié)論：得出結(jié)論： 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層連續(xù)兩連續(xù)兩層排列層排列 蛋白質(zhì)位于脂雙分蛋白質(zhì)位于脂雙分子層的什么位置呢？子層的什么位置呢？19591959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示細(xì)胞膜照片，顯示暗暗明明暗暗的三層結(jié)構(gòu)。的三層結(jié)構(gòu)。提出提出靜止模型靜止模型的觀點(diǎn)的觀點(diǎn)

5、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（單位膜）（單位膜）“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)”三明治三明治模型模型 靜態(tài)靜態(tài)“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂質(zhì)脂質(zhì)- -蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能呢呢? ?白細(xì)胞吞噬病菌白細(xì)胞吞噬病菌變形蟲在吞噬草履蟲變形蟲在吞噬草履蟲蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、貫穿鑲在、嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱不對稱的的鑲鑲嵌入嵌入貫穿貫穿標(biāo)本用干冰等標(biāo)本用干冰等冰凍冰凍。后用冷刀斷開，升溫。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。后暴露斷裂面。嵌入嵌入活動(dòng)主題：活動(dòng)主題：利用你的知識推理和想象，膜

6、的利用你的知識推理和想象，膜的蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層中的排布，并用畫圈蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層中的排布，并用畫圈來表示。來表示。有的鑲在表面有的貫穿有的全部嵌入有的部分嵌入誘導(dǎo)融合人細(xì)胞人細(xì)胞鼠細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記 蛋白質(zhì)40分鐘后370C實(shí)驗(yàn)結(jié)論:細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 1972年，桑格和尼克森在新的觀桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動(dòng)察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動(dòng)鑲嵌模型鑲嵌模型。一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1.19世紀(jì)末，歐文頓提出：世紀(jì)末，歐文頓提出：膜是由膜是由 組成的組成的2.20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果表明：析結(jié)果表明：膜主

7、要由膜主要由 和和 組組成。成。4.1959羅伯特森提出：羅伯特森提出：生物膜都由生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)組織的三層結(jié)構(gòu)組織的5.1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)指出：和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)指出：細(xì)胞膜具有細(xì)胞膜具有 性性 6.1972年桑格和尼克森提出：年桑格和尼克森提出：生物膜的生物膜的 模型模型3.1925年，兩位荷蘭科學(xué)家提出：年，兩位荷蘭科學(xué)家提出： 脂質(zhì)分子必然排列為脂質(zhì)分子必然排列為 脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) (連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)流動(dòng)流動(dòng)流動(dòng)鑲嵌流動(dòng)鑲嵌脂質(zhì)脂質(zhì)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層、

8、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的構(gòu)成膜的基本支架。基本支架。（其（其中磷脂分子中磷脂分子 的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）2、蛋白質(zhì)分子、蛋白質(zhì)分子有的有的鑲嵌鑲嵌在磷脂雙分子層表在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部面，有的部分或全部嵌入嵌入磷脂雙分子層中，磷脂雙分子層中，有的有的貫穿貫穿整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性不對稱性）鑲鑲嵌入嵌入貫穿貫穿3、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)流動(dòng)性性4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)了

9、膜的流動(dòng)性）（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性）5、細(xì)胞膜細(xì)胞膜外表，外表，有一層由細(xì)胞膜上的有一層由細(xì)胞膜上的蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)與與糖類糖類結(jié)合形成的結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖糖蛋白，叫做糖被。被。（糖被與（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）等有密切聯(lián)系）糖蛋糖蛋白白概念圖概念圖生物膜生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程結(jié)構(gòu)探究歷程決定決定流動(dòng)性流動(dòng)性選擇透過性選擇透過性磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子1下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（ ） A細(xì)胞膜是選擇透過性膜細(xì)胞膜是選擇透過性膜 B細(xì)胞膜由磷脂分子

10、和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 C細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性 D有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng)有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng) 2人體某些白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)、穿出小血管壁，吞噬侵入人人體某些白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)、穿出小血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過程的完成依靠細(xì)胞膜的（體內(nèi)的病菌，這個(gè)過程的完成依靠細(xì)胞膜的（ ）。）。 A選擇透過性選擇透過性 B保護(hù)作用保護(hù)作用 C流動(dòng)性流動(dòng)性 D自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散3一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的面積一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的面積增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞

11、膜的（增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞膜的（ ）。）。 A結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動(dòng)性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動(dòng)性 B選擇透過性選擇透過性 C專一性專一性 D具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能 課堂練習(xí)課堂練習(xí):4 4、下列物質(zhì)中最容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞、下列物質(zhì)中最容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的是的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) C C、甘油、甘油 D D、無機(jī)鹽離子、無機(jī)鹽離子CAB糖蛋白糖蛋白磷脂雙分子層磷脂雙分子層膜蛋白膜蛋白磷脂雙分子層磷脂雙分子層a a側(cè)側(cè)具有流動(dòng)性具有流動(dòng)性控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞 選擇透過性選擇透過性運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)a側(cè)b側(cè)細(xì)胞膜外側(cè)有糖蛋白細(xì)胞膜外側(cè)有糖蛋白(白細(xì)胞吞噬病毒的過程)19591959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示細(xì)胞膜照片，顯示暗暗明明暗暗的三層結(jié)構(gòu)。的三層結(jié)構(gòu)。3、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)流動(dòng)性性4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性）（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性）5、細(xì)胞膜細(xì)胞膜外表，外表，有一層由細(xì)胞膜上的有一層由細(xì)