生物膜流動(dòng)鑲嵌模型

1、一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程歐文頓的實(shí)驗(yàn)歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象及及結(jié)論結(jié)論？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(duì)植多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)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)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)更容易通過(guò)細(xì)胞。于是他提比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞。于是他提出：膜是由脂質(zhì)組成的。出：膜是由脂質(zhì)組成的。提出提出假說(shuō)假說(shuō)實(shí)

2、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象驗(yàn)證驗(yàn)證時(shí)間：時(shí)間：2020世紀(jì)初世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)來(lái)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶（被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。發(fā)現(xiàn)）分解。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜被破壞。細(xì)胞膜被破壞。探究：你能得出什么結(jié)論？探究：你能得出什么結(jié)論？細(xì)胞膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成細(xì)胞膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成 。親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部脂肪酸脂肪酸“尾部尾部”是是疏水疏水的的。磷酸磷酸“頭部頭部”是是想一想：想一想：磷脂分子在空氣磷脂分子在空氣

3、- -水界面上會(huì)怎么水界面上會(huì)怎么樣鋪展？樣鋪展？空氣空氣水水水水組織細(xì)胞組織細(xì)胞水水水水水水時(shí)間：時(shí)間：19251925年年實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家戈特（戈特（E.Gorter）和格倫）和格倫德?tīng)枺ǖ聽(tīng)枺‵.Grendel）用丙酮（用丙酮（一種有機(jī)溶劑，可一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空空氣氣-水水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的面積恰好為紅細(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

4、續(xù)的兩層水溶液環(huán)境水溶液環(huán)境 (內(nèi)內(nèi))水溶液環(huán)境水溶液環(huán)境 (外外)連連續(xù)續(xù)兩兩層層排排列列時(shí)間：時(shí)間：19591959年年實(shí)驗(yàn)：羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示實(shí)驗(yàn)：羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(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)（蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色） 。他結(jié)合其他科學(xué)。他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽地提出生物膜的模型：家的工作，大膽地提出生物膜的模型：“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-脂質(zhì)脂質(zhì)-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三層三層靜態(tài)靜態(tài)的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜的電子顯微

5、圖片細(xì)胞膜的電子顯微圖片蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細(xì)胞膜的三層結(jié)構(gòu)模型細(xì)胞膜的三層結(jié)構(gòu)模型羅伯特森的實(shí)驗(yàn)羅伯特森的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象及及結(jié)論結(jié)論？標(biāo)本用干冰等標(biāo)本用干冰等冰凍冰凍后用冷刀斷開，升溫后暴露后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面，使用電子顯微鏡觀察其結(jié)構(gòu)。斷裂面，使用電子顯微鏡觀察其結(jié)構(gòu)。細(xì)胞的冰凍蝕刻電子顯微圖片細(xì)胞的冰凍蝕刻電子顯微圖片蛋白質(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(duì)稱不對(duì)稱的的鑲鑲嵌入嵌入貫穿貫穿細(xì)胞膜的冰凍蝕刻電子顯微圖片細(xì)胞膜的冰凍蝕刻電子顯微圖片提出假說(shuō)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性提出假說(shuō)：細(xì)胞膜具

6、有流動(dòng)性草履蟲草履蟲質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離變形蟲變形蟲請(qǐng)思考：細(xì)胞膜是靜態(tài)的嗎？（舉例說(shuō)明）結(jié)結(jié) 論論 : : 細(xì)細(xì) 胞胞 膜膜 具具 有有 流流 動(dòng)動(dòng) 性性時(shí)時(shí) 間：間：1972年年提出者：桑格（提出者：桑格（S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美國(guó)科學(xué)家，這是自國(guó)科學(xué)家，這是自1991年來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)年來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果 。 皮特皮特阿格雷阿格雷羅德里克羅德里克麥金農(nóng)麥金農(nóng)時(shí)間和人物時(shí)間和人物歷史事件歷史事件歷史結(jié)論歷史結(jié)

7、論 多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面層分子的面積是原膜表面積的兩倍積的兩倍電鏡下膜呈電鏡下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由膜是由脂質(zhì)組成的脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)膜具膜具流動(dòng)流動(dòng)性性流動(dòng)鑲嵌流動(dòng)鑲嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970

8、年年19591959年，年，羅伯特森羅伯特森19251925年，年，兩位荷蘭兩位荷蘭科學(xué)家科學(xué)家2020世紀(jì)初世紀(jì)初1919世紀(jì)末世紀(jì)末歐文頓歐文頓列表總結(jié)：列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程概念圖小結(jié)概念圖小結(jié)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(guò)性選擇透過(guò)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.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素?fù)?jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D D等物等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ㄙ|(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）A A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性細(xì)胞

9、膜具有一定流動(dòng)性B B 細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性C C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂雙分子層為基本骨架細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂雙分子層為基本骨架D D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子2.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（ ）A A 糖蛋白糖蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核酸核酸3.變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞胞能吞噬病菌，這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（膜的（ ） A A 保護(hù)作用保護(hù)作用 B B 一定的流動(dòng)性一定的流動(dòng)性 C C 主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸 D D 選擇透過(guò)性選擇透過(guò)性4.4.下圖是神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，正確的是下圖是神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，正確的是5.5.某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請(qǐng)你某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：回答下列問(wèn)題： （1）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)（ ） A神經(jīng)細(xì)胞 B口腔上皮細(xì)胞 C成熟的紅細(xì)胞 D白細(xì)胞 （2）將選取的上述材料放入 ，由于滲透作用，一段時(shí)間后細(xì)胞將破