生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 全市一等獎(jiǎng) 完整版課件

1、第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型岳陽(yáng)市云溪區(qū)一中生物教研組 復(fù)習(xí)(細(xì)胞膜的組成)脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類約占細(xì)胞膜總量的50%(磷脂最豐富)約占40%(構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,是膜執(zhí)行各種功能的物質(zhì)基礎(chǔ))占2%10%植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞能在一定范圍內(nèi)漲大和縮小細(xì)胞膜很薄,是細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的邊界細(xì)胞膜能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出,讓一部分物質(zhì)通過(guò),其他物質(zhì)不能通過(guò) 為什么生物膜能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出?這與生物膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢? 要知道一種物質(zhì)或物體的結(jié)構(gòu),首先要清楚其組成成分,那么,細(xì)胞膜的組成成分是什么呢?科學(xué)家對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 E. Overton 1895 發(fā)現(xiàn)凡

2、是溶于脂肪的物質(zhì)很容易透過(guò)植物的細(xì)胞膜，而不溶于脂肪的物質(zhì)不易透過(guò)細(xì)胞膜，因此推測(cè)細(xì)胞膜由連續(xù)的脂類物質(zhì)組成水溶性物質(zhì)難以通過(guò)質(zhì)膜 歐文頓的推論是否正確呢?細(xì)胞中除含有脂質(zhì)外,還有沒(méi)有其他成分呢? 20世紀(jì)初,科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái),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)是怎樣形成膜的呢?1925 ,兩位荷蘭科學(xué)家E. Gorter & F. Grendel 用有機(jī)溶劑提取了人類紅細(xì)胞膜的脂類成分，將其鋪展在水面，測(cè)出膜脂展開(kāi)的面積二倍于細(xì)胞表面積，因而推測(cè)細(xì)胞膜由雙層脂分子組成 蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢? 20世紀(jì)40年代,有學(xué)者推測(cè)脂質(zhì)兩邊各覆蓋著

3、蛋白質(zhì)電子顯微鏡20世紀(jì)50年代,電子顯微鏡誕生,科學(xué)家用它來(lái)觀察細(xì)胞膜J. D. Robertson 1959 用超薄切片技術(shù)在電鏡下看到了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu),厚約7.5nm。大膽提出了生物膜的模型: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)成紅細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)不足:把膜的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)描寫(xiě)成靜止的不變的 隨著新的技術(shù)手段不斷運(yùn)用于生物膜的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面,有的蛋白質(zhì)是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的 1970年,科學(xué)家通過(guò)熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動(dòng)的呢?人細(xì)胞小鼠細(xì)胞細(xì)胞融合雜交細(xì)胞374

4、0min熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)示意圖S. J. Singer & G.Nicolson 1972根據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研究結(jié)果，提出“流動(dòng)鑲嵌模型” ,強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱性流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架2.磷脂雙分子層具有流動(dòng)性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其中,有的橫跨整個(gè)雙分子層總結(jié)思考與討論1.在建立生物膜模型的過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用?2.在建立生物模型的過(guò)程中,結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)是如何得到體現(xiàn)的?1.下列最易通過(guò)細(xì)胞膜的物質(zhì)是（）A、淀粉B、脂肪酸C、糖類D、蛋白質(zhì)【解析】因

5、為細(xì)胞膜是由脂質(zhì)為基本骨架構(gòu)成，凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)很容易通過(guò)細(xì)胞膜。脂肪酸屬于脂質(zhì)。B2.下面是一組關(guān)于細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答：實(shí)驗(yàn)一：取兩種不同的海綿動(dòng)物，使其細(xì)胞分散成單個(gè)的，然后摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細(xì)胞才結(jié)合。實(shí)驗(yàn)二：科學(xué)家將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來(lái)，并將它在空氣水界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分子層的表面積，相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞膜表面積的兩倍實(shí)驗(yàn)三：科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，并且細(xì)胞膜會(huì)被溶解脂質(zhì)物質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解。（1）實(shí)驗(yàn)一可作為的典型例子。（2）實(shí)驗(yàn)二說(shuō)明。（3）實(shí)驗(yàn)三說(shuō)明?！窘馕觥坑捎诩?xì)胞膜的識(shí)別功能，通常只有同種的細(xì)胞才能相互融合。酶具有專一性分解物質(zhì)的特性，能被蛋白酶分解;說(shuō)明細(xì)胞膜中有蛋白質(zhì)成分;細(xì)胞