第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型湖北省襄州一中梁小紅第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

教學(xué)目標(biāo)

1.簡述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容

2.舉例說明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)

3.探討在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。是誰,隔開了原始海洋的動(dòng)蕩是誰,為我日夜守邊防是誰,為我傳信報(bào)安康沒有你,我一個(gè)小小的細(xì)胞會(huì)是何等模樣?塑料袋普通布彈力布其他……用結(jié)構(gòu)跟功能相適應(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？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程讓我們一起去體驗(yàn)科學(xué)家們的探索歷程時(shí)間：19世紀(jì)末人物：歐文頓(E.Overton）實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的實(shí)驗(yàn)。細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞。1、對(duì)生物膜成分的探索資料1提出假說（根據(jù)相似相溶的原理）：膜是由脂質(zhì)組成的資料2

隨著科學(xué)技術(shù)不斷應(yīng)用于生物膜的研究，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?；瘜W(xué)分析方法表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)論：組成細(xì)胞膜的物質(zhì)中有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì)在膜中如何排列

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)（磷脂），在空氣—水界面上鋪展成單分子層資料3２、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索親水頭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，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。想一想：

磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？空氣水

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，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(xì)胞表面積的兩倍。

細(xì)胞膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層資料3結(jié)論：細(xì)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，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？

推測水溶液環(huán)境(內(nèi))水溶液環(huán)境(外)連續(xù)兩層排列蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？推測？？……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)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。

資料４你能提出什么樣的假說呢?相關(guān)知識(shí)：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。因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。３、三明治模型的提出假說：

現(xiàn)象：顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。這一觀點(diǎn)是否正確呢？用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對(duì)象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記技術(shù)37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？膜上的蛋白具有流動(dòng)性時(shí)間：1970年人物：費(fèi)雷和埃迪登等資料5：人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)這一實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)在膜中的分布是（）的資料６.冰凍蝕刻電子顯微法不對(duì)稱時(shí)間和人物歷史事件歷史結(jié)論

冰凍蝕刻電子顯微法多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面積的兩倍電鏡下膜呈“暗—亮—暗”三層結(jié)構(gòu)所有生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層構(gòu)成人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)?zāi)な怯芍|(zhì)組成的膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層膜具流動(dòng)性1970年1959年，羅伯特森1925年，兩位荷蘭科學(xué)家20世紀(jì)初19世紀(jì)末歐文頓列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的學(xué)生活動(dòng):請(qǐng)?jiān)谝陨峡茖W(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上,你們會(huì)提出一個(gè)怎樣的生物膜模型呢?1972年，桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型二、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,這個(gè)支架不是靜止的,具有流動(dòng)性。2、蛋白質(zhì)分子有的鑲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，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的.思考生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是已經(jīng)完美無缺？

2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。他們1988年成功分離出水通道蛋白，1998年測出鉀離子通道的立體結(jié)構(gòu)科技前沿：

不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型A不要灰心，再來一次！CDB不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！知識(shí)闖關(guān)：第一關(guān)人體內(nèi)的白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)，穿出毛細(xì)血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過程的完成依靠細(xì)胞膜的（）選擇透過性保護(hù)作用

流動(dòng)性擴(kuò)散A不要灰心，再來一次！CDB不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！知識(shí)闖關(guān)：第二關(guān)使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因是（）磷脂是疏水性磷