高二生物生物膜的流動鑲嵌模型

1、一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時間：時間：18951895年年人物：歐文頓（人物：歐文頓（E.OvertonE.Overton）實驗：實驗：用用500500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞的多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞的通透性通透性進行了上萬次進行了上萬次 實驗。實驗。發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：E.OvertonE.Overton的推測：的推測： 不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜細胞膜膜是由膜是由脂脂質(zhì)組成的質(zhì)組成的1 1、對生物膜、對生物膜組分組分的探索的探索脂質(zhì)脂質(zhì)資料資料1 1細胞膜的通透性實驗細胞膜的通透性實驗時間：時間：19251925年年 人物：人物：荷蘭

2、科學(xué)家荷蘭科學(xué)家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel 實驗：實驗：用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣水水 界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積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恰為紅細胞表面積的2 2倍倍。結(jié)論：結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！2 2、對生物膜、對生物膜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的探索的探索磷脂雙分子層磷脂雙分子層資料資料2 2親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的

3、分子，磷磷酸酸“頭頭”部是親水的，脂肪酸部是親水的，脂肪酸“尾尾”部是疏水的。部是疏水的。思考：磷脂分子在空氣思考：磷脂分子在空氣- -水界面上會怎么樣鋪展？水界面上會怎么樣鋪展？細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測和想象一同學(xué)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？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？資料資料3 3：磷脂分子結(jié)構(gòu)磷脂分子結(jié)構(gòu) 科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)：細胞膜不但會被溶解脂科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)：細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶蛋白酶( (能專一地分解

4、蛋白能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)的物質(zhì)) )分解。分解。 根據(jù)實驗現(xiàn)象根據(jù)實驗現(xiàn)象, ,你對膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識是你對膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識是否還有新的結(jié)論否還有新的結(jié)論? ? 問題探討問題探討：得出結(jié)論：得出結(jié)論： 推測膜中可能還含有蛋白質(zhì)等推測膜中可能還含有蛋白質(zhì)等3 3、對生物膜、對生物膜組分組分的探索的探索蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)資料資料4 4電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)電子電子密度高，故顯密度高，故顯暗帶暗帶，磷脂磷脂分子電子密度低則呈分子電子密度低則呈

5、亮帶亮帶。4 4、對生物膜、對生物膜架構(gòu)架構(gòu)的探索的探索脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布排布方式方式標(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。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲在鑲在、嵌入嵌入、橫跨橫跨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人物：人物：實驗：實驗：1 1、主要是主要是磷脂和蛋白質(zhì)磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的，還有少量的糖類糖類。2 2、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。3 3、蛋白質(zhì)分子有的、蛋白質(zhì)分子有的鑲鑲在磷脂雙分子層表面，在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部有

6、的部分或全部嵌嵌入磷脂雙分子層中，有的入磷脂雙分子層中，有的橫橫跨跨整個磷脂雙分子層。整個磷脂雙分子層。4 4 、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都不是靜止不動的、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都不是靜止不動的, ,而是具有一定的而是具有一定的流動性（結(jié)構(gòu)特點）流動性（結(jié)構(gòu)特點），問題：問題：細胞膜的組成成分？細胞膜的組成成分？細胞膜的基本支架？細胞膜的基本支架？蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特點？細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特點？糖蛋白糖蛋白細胞膜上的糖細胞膜上的糖 磷脂內(nèi)外兩層所含的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不同磷脂內(nèi)外兩層所含的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不同,呈現(xiàn)呈現(xiàn)

7、了膜的不對稱性了膜的不對稱性;糖類在細胞膜中的分布很少糖類在細胞膜中的分布很少,并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面結(jié)合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈現(xiàn)了膜也呈現(xiàn)了膜的不對稱性的不對稱性. 因此因此,根據(jù)糖蛋白的分布根據(jù)糖蛋白的分布,可以判斷細可以判斷細胞膜的內(nèi)外側(cè)胞膜的內(nèi)外側(cè).膜的不對稱性膜的不對稱性小結(jié)小結(jié)細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層根 據(jù) 現(xiàn) 象根 據(jù) 現(xiàn) 象和 已 有 知和 已 有 知識 提 出 假識 提 出 假說 或 模 型說 或 模 型用觀察和實驗用觀察和實驗對假說或模型對假說或模型進行檢驗、修進行檢驗、修正和補充正和補充 實實踐踐檢檢驗驗建模的基本方法建模的基本方法 問題：問題：在生物膜模型的建立和完善過程中，在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示你受到哪些啟示? ?