生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-曹正瓊3

12【請將藍(lán)色字體整理為筆記】第二節(jié)生物膜的

模型襄陽市第三十六中學(xué)高一生物備課組3思考：要建構(gòu)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型，我們必須先尋找哪些相關(guān)信息？

組成成分各種成分的排布4主要成分脂質(zhì)蛋白質(zhì)（其中

最豐富）一、細(xì)胞膜的組成成分磷脂細(xì)胞膜細(xì)胞膜5科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程：選用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行上萬次的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成提出假說：6科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)?zāi)び芍|(zhì)組成7科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成資料：20世紀(jì)初，科學(xué)家們第一次將細(xì)胞膜從紅細(xì)胞中分離出來，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會(huì)被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解。結(jié)論：細(xì)胞膜的成分中有脂質(zhì)、還有蛋白質(zhì)分子。8科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

提出假說根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識(shí)提出假說觀察和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和完善推理和想象9科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)（磷脂）和蛋白質(zhì)10二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布11二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布膽堿尾部（親水性）（疏水性）資料1磷脂分子頭部1、磷脂分子的排布資料2細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境甘油磷酸脂肪酸水水12活動(dòng)1：請各小組根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)、外環(huán)境，大膽猜想，構(gòu)建組成細(xì)胞膜的磷脂分子排布模型。二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布1、磷脂分子的排布

活動(dòng)流程:

步驟一小組內(nèi)分膜外、膜內(nèi)兩種情況討論磷脂分子的排布。（提示：若有困難，可先討論出磷脂分子在水表面即空氣－水界面上將怎樣排布？

）

步驟二各小組在展板上構(gòu)建磷脂分子的排布模型，小組長要注意統(tǒng)籌分工。步驟三小組代表上臺(tái)展示制作的模型，并且進(jìn)行解說。尾部頭部（親水性）（疏水性）膜外膜內(nèi)

（水）

（水）膜外（水）膜內(nèi)（水）縱切面圖13平鋪于水面上空氣-水界面14活動(dòng)1：請各小組根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)、外環(huán)境，大膽猜想，構(gòu)建組成細(xì)胞膜的磷脂分子排布模型。二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布1、磷脂分子的排布磷脂雙分子層15科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年兩位荷蘭科學(xué)家(戈特和格倫德爾)從紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層實(shí)驗(yàn)過程：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：16二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布1、磷脂分子的排布磷脂雙分子層驗(yàn)證假說成立

——磷脂分子排列為磷脂雙分子層活動(dòng)1：請各小組根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)、外環(huán)境，大膽猜想，構(gòu)建組成細(xì)胞膜的磷脂分子排布模型。17二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布2、蛋白質(zhì)分子的排布18活動(dòng)2：請根據(jù)上述資料，在展板上選取一段磷脂雙分子層（如圖乙所示），構(gòu)建出細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)分子的排布模型。二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布2、蛋白質(zhì)分子的排布圖甲圖乙暗亮暗資料320世紀(jì)50年代電子顯微鏡誕生。在電子顯微鏡下觀察,大分子物質(zhì)顯得灰暗；小分子物質(zhì)，顯得光亮。1959年，羅伯特森用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡照片，看到了暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。19二、探索各種組分在細(xì)胞膜中的排布2、蛋白質(zhì)分子的排布圖甲暗亮暗資料320世紀(jì)50年代電子顯微鏡誕生。在電子顯微鏡下觀察,大分子物質(zhì)顯得灰暗；小分子物質(zhì)，顯得光亮。1959年，羅伯特森用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡照片，看到了暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。20科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層1959年羅伯特森在電鏡下觀察細(xì)胞膜1925年兩位荷蘭科學(xué)家(戈特和格倫德爾)從紅胞中提取脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)過程：電鏡下觀察細(xì)胞膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—

暗的三層結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

所有的生物膜都由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)21三、生物膜模型的改進(jìn)與完善“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)模型（也稱為“三明治”結(jié)構(gòu)模型）22三、生物膜模型的改進(jìn)與完善“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)模型（也稱為“三明治”結(jié)構(gòu)模型）

思考1：蛋白質(zhì)分子真的只分布于磷脂雙分子層的表面嗎？

思考2：生物膜真的為靜態(tài)的嗎？請從結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系這一角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。觀點(diǎn)1：所有的生物膜都由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。觀點(diǎn)2：生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)23三、生物膜模型的改進(jìn)與完善“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)模型（也稱為“三明治”結(jié)構(gòu)模型）

思考1：蛋白質(zhì)分子真的只分布于磷脂雙分子層的表面嗎？

思考2：生物膜真的為靜態(tài)的嗎？請從結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系這一角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。觀點(diǎn)1：所有的生物膜都由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。觀點(diǎn)2：生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)24

資料4冰凍蝕刻(冰凍斷裂)

電鏡技術(shù)。標(biāo)本迅速冰凍，后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面，經(jīng)一系列處理后在電鏡下觀察。貫穿鑲嵌入活動(dòng)3：請根據(jù)上述資料，修正建構(gòu)的生物膜模型三、生物膜模型的修正和完善25三、生物膜模型的改進(jìn)與完善“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)模型（也稱為“三明治”結(jié)構(gòu)模型）

思考1：蛋白質(zhì)分子真的只分布于磷脂雙分子層的表面嗎？

思考2：生物膜真的為靜態(tài)的嗎？請從結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系這一角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。26三、生物膜模型的改進(jìn)與完善“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)模型（也稱為“三明治”結(jié)構(gòu)模型）

思考1：蛋白質(zhì)分子真的只分布于磷脂雙分子層的表面嗎？

思考2：生物膜真的為靜態(tài)的嗎？請從結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系這一角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。觀點(diǎn)1：所有的生物膜都由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。觀點(diǎn)2：生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)27分泌蛋白的合成和運(yùn)輸28變形蟲的運(yùn)動(dòng)29提出假說：細(xì)胞膜不是靜態(tài)的，組成細(xì)胞膜的分子是可以運(yùn)動(dòng)的。30三、生物膜模型的修正和完善資料5：動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，磷脂雙分子層的厚度變小。結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂分子可以運(yùn)動(dòng)

活動(dòng)4：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：

請根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子是否可以運(yùn)動(dòng)。

熒光染料（有紅、綠等不同顏色，可標(biāo)記細(xì)胞膜表面所有的蛋白質(zhì)分子，使蛋白質(zhì)分子呈現(xiàn)相應(yīng)顏色）小鼠細(xì)胞、人細(xì)胞（在適宜條件下，兩個(gè)不同種類細(xì)胞可以融合為一個(gè)細(xì)胞）

31科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年羅伯特森在電鏡下觀察細(xì)胞膜1970年弗雷和埃迪登進(jìn)行熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1925年兩位荷蘭科學(xué)家(戈特和格倫德爾)從紅胞中提取脂質(zhì)所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)32科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年羅伯特森在電鏡下觀察細(xì)胞膜1970年弗雷和埃迪登進(jìn)行熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1925年兩位荷蘭科學(xué)家(戈特和格倫德爾)從紅胞中提取脂質(zhì)這一實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性33科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年羅伯特森在電鏡下觀察細(xì)胞膜1970年弗雷和埃迪登進(jìn)行熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)這一實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性1972年桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型1925年兩位荷蘭科學(xué)家(戈特和格倫德爾)從紅胞中提取脂質(zhì)34四、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型35請認(rèn)真閱讀課本P68，注意勾畫關(guān)鍵語句。四、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型生物膜主要成分脂質(zhì)蛋白質(zhì)基本支架三種位置具有流動(dòng)性大多數(shù)分子是運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)磷脂雙分子層鑲嵌入貫穿具一定流動(dòng)性36

糖蛋白（糖被）功能

（1）與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞表面的信息交流有密切關(guān)系。（2）消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白有保護(hù)和潤滑作用。

37科學(xué)家的探索歷程1895年歐文頓對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行通透性實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)初科學(xué)家第一次分離出細(xì)胞膜膜由脂質(zhì)組成膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年羅伯特森在電鏡下觀察細(xì)胞膜1970年弗雷和埃迪登進(jìn)行熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)這一實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性1972年桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型1925年兩位荷蘭科學(xué)家(戈特和格倫德爾)從紅胞中提取脂質(zhì)至今，探索仍在繼續(xù)……382003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美國科學(xué)家，這是自1991年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果

?？茖W(xué)無止境皮特·阿格雷羅德里克·麥金農(nóng)391、細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型與蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)

三層結(jié)構(gòu)模型的最大的不同是()A、流動(dòng)鑲嵌模型中，磷脂雙分子層為基本支架。B、蛋白質(zhì)—