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,教學(xué)目標(biāo)簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)探討在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。,學(xué)習(xí)指導(dǎo),1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)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？3.脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？4.蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？5.“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？6.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？7.生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？,一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,問(wèn)題探討1.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?2.你還能想出更好的材料做細(xì)胞膜嗎?,提示：三種材料比較，彈力布更能體現(xiàn)細(xì)胞膜的柔變性和一定的通透性，相對(duì)好一些。當(dāng)然，這幾種材料的特點(diǎn)與真實(shí)的細(xì)胞膜之間還有不小的差距。,提示：有條件的話，使用微孔塑膠或利用激光給氣球打上微孔都可以作為模型的細(xì)胞膜。使用透析袋也可以。如果制作臨時(shí)使用的模型，利用豬或其他動(dòng)物的膀胱做細(xì)胞膜是更加理想的材料。,時(shí)間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓（E.Overton）實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。提出假說(shuō)：膜是由脂質(zhì)組成的,資料一,2.歐文頓的分析假說(shuō)是如何提出的呢？,根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。,3.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？,有必要，通過(guò)鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問(wèn)題,4.那為什么一開始不直接對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？,當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn),1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)膜成分的提取和鑒定？,從生理功能上入手，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析的。,時(shí)間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel實(shí)驗(yàn)：從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細(xì)胞膜的2倍提出假說(shuō)：,資料二,細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的,磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,時(shí)間：1959年人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）實(shí)驗(yàn)：在電鏡下看到細(xì)胞膜由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成提出假說(shuō)：生物膜是由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu),資料三,思考,“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？,1.把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。2.無(wú)法解釋”荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel的實(shí)驗(yàn)”,時(shí)間：1970年人物：LarryFrye等實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同的熒光抗體標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布提出假說(shuō)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性,資料四,時(shí)間：1972年人物：桑格和尼克森提出：流動(dòng)鑲嵌模型,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；1959年羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型：所有生物膜都由三層結(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,小結(jié),1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？,生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不是完美無(wú)缺。,2.縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型的探索過(guò)程，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到怎樣的作用？,實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。,3.分析生物膜模型的建立過(guò)程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)是如何體現(xiàn)的？,在建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)；使人類一步步接近生物膜的真相。,思考,二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容,流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：,1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）,2、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磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性）,3、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。（其分子的運(yùn)動(dòng)有多種形式）,4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性）,5、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）,磷脂（膜脂）的運(yùn)動(dòng)有多種形式：,1、側(cè)向擴(kuò)散；2、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；3、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；4、伸縮運(yùn)動(dòng)；5、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；6、旋轉(zhuǎn)異構(gòu),不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),溶于脂質(zhì)的物質(zhì),細(xì)胞膜,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(guò)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(guò)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,課堂練習(xí),2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過(guò)生物大分子（）,A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜C葉綠體膜,3、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過(guò)的磷脂分子層層數(shù)是（）A6B8C10D12,4、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,5、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(guò)性,6、下列物質(zhì)中，不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是（）A維生素D和性激素B水和尿素C氨基酸和葡萄糖D酶和胰島素,7.一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定？A.是選擇透過(guò)性膜B.具有一定的流動(dòng)性C.具有專一性D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能8.生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結(jié)合成糖蛋白。在細(xì)胞生命活動(dòng)中，糖蛋白在細(xì)胞的識(shí)別以及細(xì)胞內(nèi)外的信息傳導(dǎo)中有重要的功能。下列生物結(jié)構(gòu)中，糖蛋白含量可能最多的是A.類囊體的膜B.線粒體的膜C.細(xì)胞膜D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜9.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是以磷脂雙分子層為基本骨架AB蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)CD靜止的流動(dòng)的,10.根據(jù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，分析并回答下列問(wèn)題A、1985年科學(xué)家在研究各種未受精