生物膜的流動鑲嵌模型

生物膜的流動鑲嵌模型第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三溫故而知新細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜滲透現(xiàn)象原理：水分子多→水分子少兩個條件：1、具有半透膜2、膜兩側(cè)有濃度差第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程※19世紀末，歐文頓實驗1、從生理功能入手的細胞膜組成成分探究非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)假說：膜是由脂質(zhì)(磷脂)組成的用500多種化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)問題：細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不同。細胞膜相似相溶原理第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三動動腦筋生物膜上只有脂質(zhì)嗎？※實驗驗證：20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）。假說：膜的主要成分：脂質(zhì)(磷脂)和蛋白質(zhì)動動腦筋第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1925年,兩位荷蘭的科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì),在空氣——水界面上鋪展成單分子層,測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍.猜猜看:磷脂在細胞膜中如何排布？？？？2、生物膜模型的探究第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三疏水尾部親水頭部磷脂分子的結(jié)構(gòu)磷酸甘油脂肪酸膽堿第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三磷脂分子在空氣-水界面上如何排布？磷脂分子在空氣和水的界面上展開為一層。結(jié)論：膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層。第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清楚的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。他把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建了單位膜模型。蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)細胞膜中的蛋白質(zhì)是怎樣分布的？第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三許多科學家對生物膜是靜態(tài)的觀點提出質(zhì)疑，因為靜態(tài)的單位膜模型無法解釋許多現(xiàn)象。例如：白細胞吞噬病菌、細胞生長、變形蟲的變形運動、分泌蛋白的形成等。第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三變形蟲的變形運動變形蟲在吞噬草履蟲第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三20世紀60年代科學家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白顆粒的分布。實驗中將標本用干冰等冰凍后，用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面冰凍蝕刻電子顯微法蛋白質(zhì)鑲嵌、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三小鼠細胞綠色熒光染料標記的膜蛋白細胞融合40min37℃

雜交細胞紅色熒光染料標記的膜蛋白人細胞膜蛋白具有一定的流動性※1970年熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三①側(cè)向擴散運動；②旋轉(zhuǎn)運動；③擺動運動小資料磷脂分子的運動細胞膜具有流動性第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三※在新的觀察和實驗證據(jù)基礎(chǔ)上，1972年，桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三2、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）3、蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、生物膜主要有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三5、（1）細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（2)有些多糖與磷脂分子結(jié)合形成糖脂4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點：一定的流動性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的）第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三想象空間發(fā)揮空間想象力，想象一個近似球型的細胞，其細胞膜的磷脂雙分子層的三維立體結(jié)構(gòu)！第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三實驗技術(shù)與科學發(fā)展1.在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進步起到怎樣的作用？實驗技術(shù)的進步對科學的發(fā)展起到關(guān)鍵性的推動作用2.在生物膜模型的建立過程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)是如何體現(xiàn)的？結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點始終引導人們不斷實踐、認識、再實踐、再認識，使人類一步步接近生物膜的真相動動腦筋第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三總結(jié)：生物膜的流動鑲嵌模型探究歷程1895年膜是由脂質(zhì)組成的20世紀初膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年細胞膜中的脂質(zhì)分子一定為連續(xù)的兩層1959年“三明治”結(jié)構(gòu)模型1972年流動鑲嵌模型1970年細胞膜具有一定的流動性第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三小結(jié)：概念圖基本支架具有流動性有的橫跨整個磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運動生物膜具有結(jié)構(gòu)特性:

磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂雙分子層表面部分或全部嵌入磷脂雙分子層中流動性成分流動鑲嵌模型基本內(nèi)容小結(jié)第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三課堂習題1、（2010蘭州·模擬）下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程說法不正確的（）A歐文頓通過對膜成分的提取和鑒定，認識到細胞膜是由脂質(zhì)組成的B科學家通過提取紅細胞中的脂質(zhì)實驗，得出結(jié)論，膜的脂質(zhì)分子是雙層排布C羅伯特森通過電鏡觀察，提出了生物膜的“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”的三明治結(jié)構(gòu)模型D在建立生物膜結(jié)構(gòu)模型的過程中，實驗技術(shù)起了關(guān)鍵的推動作用A第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三2、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是（）A脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成B磷脂為分子層結(jié)構(gòu)C細胞膜具有選擇性D細胞膜具有一定得流動性D3、（2010·安徽高考）下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述正確的是（）A肌細胞的細胞膜上有協(xié)助葡萄糖跨膜運輸?shù)妮d體B細胞膜上的受體是細胞間信息交流的必須結(jié)構(gòu)C線粒體內(nèi)膜上只分布著合成ATP的酶D核膜上的核孔可以讓蛋白質(zhì)和RNA自由進出A4、一位細胞學家發(fā)現(xiàn)，當溫度升高到一定程度時，細胞膜的厚度變小而面積增大，其決定因素是細胞膜（）A具有流動性B具有選擇透過性C具有專一性D具有運輸物資的功能A第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三5、(2010·北京調(diào)考）能夠反映細胞膜具有選擇透過性功能特點的實例有（）

①白細胞吞噬病菌②細胞膜外K﹢的濃度遠低于膜內(nèi)③變形蟲的變形運動④唾液腺細胞分泌唾液淀粉酶⑤海帶細胞內(nèi)的Ⅰ﹣濃度遠遠高于海水中的Ⅰ﹣濃度A①③④B②④⑤C①③D②⑤D6、關(guān)于生物膜的應(yīng)用，下列敘述錯誤的是（）A目前，生物膜應(yīng)用的研究已經(jīng)深入到分子水平B生物膜在工業(yè)上的應(yīng)用，主要是人工模擬生物的各種功能C用人工生物膜處理污水時，可有選擇地將有毒重金屬離于阻擋在膜的一側(cè)D人造膜材料的研究已經(jīng)成熟，并在工業(yè)上、農(nóng)業(yè)、醫(yī)等生產(chǎn)實踐中應(yīng)用D第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三如圖所示為細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）從化學成分上看，圖中的①是

，②是

，③是

。

構(gòu)成了細胞膜的基本支架。（2）據(jù)圖分析，哪一側(cè)為細胞膜的外側(cè)：

。判斷的依據(jù)是

。（3）細胞膜的結(jié)構(gòu)特點

，這種特點表現(xiàn)為圖中的[]和[]大都可以

。（4）細胞膜的功能特性是

，這種特性的生理意義是

。糖蛋白磷脂雙分子層膜蛋白磷脂雙分子層a側(cè)具有流動性②③控制物質(zhì)進出細胞

選擇透過性運動a側(cè)b側(cè)①②③細胞膜外側(cè)有糖蛋白第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三

在生物膜模型的建立和完善的過程中，你受到了哪些啟示？談一談：

人類對自然界的認識永無止境，隨著實驗技術(shù)的不斷改進，對膜的研究將更加細致入微，對膜結(jié)構(gòu)的進一步認識將能更完善地解釋細胞膜的各種功能，不斷完善和