第四章 第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 -修改課件

第4章：細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第二節(jié)

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改1、生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？2、通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，你對(duì)科學(xué)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？本節(jié)聚焦第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改問題探討

在制作真核細(xì)胞三維模型的活動(dòng)中，某小組同學(xué)分別用三種材料做細(xì)胞膜：塑料袋、普通布和彈力布。討論：

根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜，更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？生命系統(tǒng)的邊界、控制物質(zhì)的進(jìn)出、具有一定的彈性第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改

1895年歐文頓(Overton)用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程膜是由脂質(zhì)組成的1、最初認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過對(duì)膜成分的提取和鑒定？2、在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？思考與討論資料1.非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)為什么？相似相溶第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改

膜的成分和結(jié)構(gòu)的初步闡明，最初都是先根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識(shí)，提出假說，而不是通過實(shí)驗(yàn)觀察直接證實(shí)的。假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，同時(shí)還需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂蟆＜僬f需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。提出假說資料2.

20世紀(jì)初，科學(xué)家們第一次將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析表明，它們的主要成分是。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改資料3.

1925年，兩位荷蘭科學(xué)家

用丙酮(一種有機(jī)溶劑)提取紅細(xì)胞膜中的脂類物質(zhì)，然后在水面將脂質(zhì)物質(zhì)鋪成單分子排列的一層，測(cè)得總面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。

把紅細(xì)胞放在蒸餾水中使其吸水漲破，反復(fù)沖洗后只留細(xì)胞膜（血影），把這些破碎的膜展開鋪在水面上，測(cè)定出紅細(xì)胞的表面積。細(xì)胞膜由兩層脂質(zhì)分子組成，連續(xù)排列說明什么？6第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改7兩層脂質(zhì)分子是如何排列為兩層的呢？第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改

研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？這與它的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)有關(guān)。親水端疏水端易與水結(jié)合在一起2條長(zhǎng)脂肪酸鏈組成，性質(zhì)像油，不能與水結(jié)合——頭部——尾部磷脂分子磷酸脂肪酸8第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改連續(xù)兩層排列膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜如下結(jié)構(gòu)：(暗——亮——暗)提出：膜由

三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)（提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型）資料4.10第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改靜態(tài)的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模式圖11第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改模型的不足之處：1.靜態(tài)結(jié)構(gòu)2.把蛋白質(zhì)在膜中的分布認(rèn)為是:均勻分布在脂雙層的兩側(cè)靜態(tài)的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑細(xì)胞膜是靜止的，變形蟲為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？細(xì)胞之間為什么會(huì)發(fā)生融合？細(xì)胞為什么會(huì)生長(zhǎng)？推論：細(xì)胞膜應(yīng)該是流動(dòng)的第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改13思考與討論有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動(dòng)的呢？第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改①用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)；②用綠色熒光染料標(biāo)記鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)；③把人細(xì)胞和鼠細(xì)胞融合，融合的細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。④然后把此細(xì)胞在37℃下培養(yǎng)40分鐘，再檢查，兩種顏色的熒光均勻分布在整個(gè)細(xì)胞表面。熒光標(biāo)記蛋白質(zhì).人細(xì)胞鼠細(xì)胞誘導(dǎo)融合40分鐘后370C細(xì)胞膜具有流動(dòng)性1970年有兩位科學(xué)家做了下列實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)表明：資料5.第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改

細(xì)胞中的脂質(zhì)也是流動(dòng)的嗎？通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證明細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性15思考與討論磷脂分子的運(yùn)動(dòng)①側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；③擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)④伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)；⑤翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；⑥旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)。第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改膜的中間是磷脂雙分子層，是膜基本支架蛋白質(zhì)鑲在膜的表面部分或全部嵌入資料6.

1972年，桑格（S.J.Singer）&尼克森（G.Nicolson）在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，在羅伯特森模型的基礎(chǔ)上提出”流動(dòng)鑲嵌模型”，為大多數(shù)人所接受。強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱性。貫穿第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改資料6.

1972年，桑格（S.J.Singer）&尼克森（G.Nicolson）提出”流動(dòng)鑲嵌模型”。第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容

構(gòu)成了膜的基本支架，這個(gè)支架具有

，

有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)

，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以

。流動(dòng)性蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層運(yùn)動(dòng)的磷脂雙分子層

生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改

對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程19世紀(jì)末,歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由

組成的；20世紀(jì)初,科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由

和

組成；1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮提取紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)，細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子

；

1959年,羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型：生物膜都由

三層結(jié)構(gòu)；1970年,熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有

；1972年,桑格和

提出了

。脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)流動(dòng)性尼克森流動(dòng)鑲嵌模型排列為連續(xù)的兩層小結(jié)第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：生物膜的生理特性：流動(dòng)性選擇透過性強(qiáng)調(diào)第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（）A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜C葉綠體膜課堂練習(xí)第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改3、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，這些生理過程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（）A保護(hù)作用B一定的流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過性4、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（）A、糖蛋白B、磷脂C、脂肪D、核酸課堂練習(xí)第四章第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型-修改5、在下列幾組化學(xué)元素中，構(gòu)成細(xì)胞膜所必需的基本元素是（）A.C、H、OB.C、H、O、PC.C、H、O、