細胞膜的流動鑲嵌模型

丁衛(wèi)萍是誰,隔開了原始海洋的動亂,是誰,為我日夜守邊防,是誰,為我傳信報安康。沒有你,我——一個小小的細胞會是何等模樣?第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型知識回憶1、在上一節(jié)課中，通過對幾種物質跨膜運輸的實例，我們明白了生物膜具有的功能特性是，能對一些離子和小分子進行選擇性通過。2、你認為生物膜具備的這個特點應該和什么有關系呢？

生物膜的結構選擇透過性科幻之旅如果有“時光機器〞，將此刻的你送回19世紀，你會從哪幾個方面去研究細胞膜的結構?時間人物實驗假說歐文頓1895年20世紀初科學家1959年羅布特森1972年桑格、尼克森1925年荷蘭科學家對生物膜結構的探索歷程

資料1時間：1895年人物：歐文頓〔E.Overton〕實驗：用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行了上萬次實驗。發(fā)現：1、對生物膜組分的探索——脂質不溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜根據物質相似相溶原理，分析上述材料，你能得出什么推論？提出假說：膜是由脂質組成的對生物膜結構的探索歷程1.歐文頓最初認識到細胞膜是由脂質組成的，是通過對現象的推理分析還是通過對膜成分的提取和鑒定？

從生理功能上入手，通過對現象的推理分析的2.在得到結論之后還有必要對膜的成分進行提取、別離和鑒定嗎？有必要，通過鑒定能更準確地說明問題3.那為什么一開始不直接對膜的成分進行提取、別離和鑒定呢？當時的技術不能實現。

對生物膜結構的探索歷程2、對生物膜組分的探索——蛋白質20世紀初，科學家第一次將細胞膜從哺乳動物成熟的紅細胞中別離出來，化學分析說明：膜的主要成分是脂質和蛋白質實驗證據提出假說：在實驗與觀察的根底上提出假說，同時又需要更進一步的實驗來證明。對生物膜結構的探索歷程資料2：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞外表積的2倍。假設你是當時的科學家，大膽地展開你的想象力，你能提出什么假說？3、對生物膜結構的探索——磷脂雙分子層結論：細胞膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層？資料磷脂是組成細胞的主要脂質，是一種由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個親水磷酸“頭〞部，和一個疏水的脂肪酸的“尾〞部。疏水尾部水空氣親水的“頭部〞與水接觸，疏水的“尾巴〞遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。(二)認真閱讀下面資料，獨立思考，然后小組討論，并畫出磷脂分子在空氣-水界面上的鋪展是怎樣的，并排代表展示。親水頭部水思考：1、磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？

2、細胞膜中的兩層磷脂分子是怎樣排布的呢？進行小組討論后，請在紙上畫出你認為最有可能的排布方式。提示：細胞內外均為液體環(huán)境。思考一下：細胞膜內外兩側都有水溶液，雙層磷脂分子如何排列？對生物膜結構的探索歷程蛋白質在細胞膜中是如何分布的?和磷脂雙分子層位置關系如何?

資料3：

1959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗—明—暗的三層結構。蛋白質的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。小資料對生物膜結構的探索歷程蛋白質蛋白質磷脂單位膜模型羅伯特森提出靜止模型的觀點蛋白質—脂質—蛋白質〔單位膜〕三明治模型所有的生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成,蛋白質分子為單層片狀，兩側的蛋白質分子不相同。生物膜為靜態(tài)的統一結構。思考：“三明治〞結構模型有什么缺乏？變形蟲的變形運動單位膜模型無法解釋的現象①白細胞吞噬細菌的過程；②變形蟲的偽足運動現象；③受精時細胞的融合過程；④動物細胞分裂時細胞膜的縊裂過程；對生物膜結構的探索歷程新技術帶來新模型冷凍蝕刻技術發(fā)現，膜蛋白并不是全部平鋪在脂質外表，有的蛋白質鑲嵌在磷脂雙分子層中。局部嵌入貫穿膜的蛋白質鑲在膜外表的蛋白質全部嵌入2、蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層外表，有的局部或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層?！脖磉_了膜結構內外的不對稱性〕鑲嵌入橫跨時間：1970年人物：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)實驗：膜蛋白可以運動

結論：

用熒光染料標記某種物質，利用其熒光特性，來反應研究對象的相關信息。熒光標記技術新技術帶來新模型在新的觀察和實驗證據的根底上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型，為多數人所接受。生物膜流動鑲嵌模型對生物膜結構的探索歷程對生物膜結構的探索歷程流動鑲嵌模型的根本內容1、生物膜的組成：膜是由和組成的2、膜的根本支架：〔親水頭部朝外，疏水尾部朝內〕蛋白質脂質磷脂雙分子層流動鑲嵌模型的根本內容4、膜的結構特點：具有流動性〔磷脂和大局部的蛋白質分子都是可以運動的〕3、蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層外表，有的局部或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。功能：①保護、潤滑作用〔消化道、呼吸道上皮的糖蛋白〕②細胞識別2、少數與膜脂結合——糖脂糖類在膜上的分布1、生物膜中的糖類大多與膜外外表的蛋白質結合形成糖蛋白，叫糖被。細胞如同一個由城墻圍起來的微小城鎮(zhèn)，有用的物質不斷被運進來，廢物被不斷運出去。早在一百多年前，人們就猜測細胞這一微小城鎮(zhèn)的城墻中存在著很多“城門〞，它們只允許特定的分子或離子出入。2003年諾貝爾化學獎表彰的就是美國科學家阿格雷和麥金農有關這些“城門〞的研究成果。小結19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是由組成的；20世紀初，科學家的化學分析結果，指出膜主要由和組成；1925年，兩位荷蘭科學家將紅細胞膜的脂質鋪展成單層分子發(fā)現此時的面積是原膜外表積的兩倍，提出了1959年羅伯特森提出的“三明治〞結構模型：所有生物膜都由三層結構；1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有；1972年，桑格和提出了。脂質脂質蛋白質蛋白質－脂質－蛋白質流動性尼克森流動鑲嵌模型細胞膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層概念圖小結生物膜結構特點功能特點結構組成結構探究歷程決定③④②流動性選擇透過性磷脂雙分子層蛋白質分子①1．結構模型[填圖]磷脂雙分子層根本支架流動性蛋白質蛋白質分子運動的糖蛋白細胞識別糖被1.以下物質中最容易通過細胞膜進入細胞的是〔〕A.葡萄糖B.蛋白質C.甘油D.無機鹽離子C自我檢測2.脂質能夠優(yōu)先通過細胞膜，這是因為〔〕A.細胞膜以磷脂雙分子層為支架B.細胞膜上有搬運脂質物質的載體蛋白C.細胞膜外有一層糖蛋白D.磷脂分子和蛋白質分子大都可以運動A

3．細胞膜經脂質溶劑和蛋白酶處理后溶解，由此推斷，細胞膜的化學成分主要是

A．水B．脂質和蛋白質

C．多糖D．核酸4．假設將細胞膜的磷脂提取