第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

在制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型時(shí)，提供給你制作細(xì)胞膜的三種材料：塑料袋、普通布和彈力布。你們認(rèn)為選哪種材料最好？？假說(shuō)：細(xì)胞膜膜的成分有脂質(zhì)一.對(duì)生物膜成分的探索非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)資料1:19世紀(jì)末，歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同。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。

科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶(能專(zhuān)一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì))分解。資料2假說(shuō)：細(xì)胞膜的成分有蛋白質(zhì)提取、分離、鑒定:20世紀(jì)初,科學(xué)家對(duì)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜進(jìn)行了化學(xué)分析確定細(xì)胞膜的主要成分的確是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。二:生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1.探索磷脂分子排布親水的頭部疏水的尾部含氮物質(zhì)磷酸甘油脂肪酸完全浸沒(méi)在水中

空氣空氣水空氣水水溶液環(huán)境(內(nèi))水溶液環(huán)境(外)連續(xù)兩層排列1925年，荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

用丙酮從紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍S1=2S2AB

C生物膜中磷脂分子的排布是哪種方式?羅伯特森的實(shí)驗(yàn):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2.探索脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式生物膜是由“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)（三明治模型）。假說(shuō)：

三明治模型1.蛋白質(zhì)在膜中分布的對(duì)稱(chēng)性2.靜態(tài)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開(kāi)，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(

)在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是（）的冰凍蝕刻電子顯微法不對(duì)稱(chēng)鑲在、嵌入、貫穿變形蟲(chóng)在吞噬草履蟲(chóng)返回白細(xì)胞吞噬病毒的過(guò)程1970年費(fèi)雷和埃迪登等將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合。結(jié)論：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性鼠細(xì)胞人細(xì)胞熒光標(biāo)記膜蛋白誘導(dǎo)融合40分鐘后370C人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1972年桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型

磷脂分子的運(yùn)動(dòng)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。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。3、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都不是靜止不動(dòng)的,而是可以運(yùn)動(dòng)的.膜具有一定的流動(dòng)性。膜的結(jié)構(gòu)特性：流動(dòng)性膜的功能特性：選擇透過(guò)性體現(xiàn)流動(dòng)性的實(shí)例有哪些？（變形蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)；白細(xì)胞吞噬細(xì)菌；質(zhì)壁分離與復(fù)原；受精時(shí)精卵細(xì)胞融合；紅細(xì)胞、精細(xì)胞變形；）體現(xiàn)選擇透過(guò)性的實(shí)例有哪些？主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程（根吸收礦質(zhì)元素、小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸葡萄糖）；協(xié)助擴(kuò)散（紅細(xì)胞吸收葡萄糖）；在細(xì)胞膜的外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類(lèi)結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。有些糖類(lèi)與脂質(zhì)分子結(jié)合形成的糖脂.

糖蛋白的作用：1.保護(hù)和潤(rùn)滑作用2.細(xì)胞識(shí)別和信息傳遞3.免疫反應(yīng)4.血型決定膜的不對(duì)稱(chēng)性1.磷脂內(nèi)外兩層蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量不同,呈現(xiàn)了膜的不對(duì)稱(chēng)性;2.糖類(lèi)在細(xì)胞膜中的分布很少,并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈現(xiàn)了膜的不對(duì)稱(chēng)性.因此,根據(jù)糖蛋白的分布,可以判斷細(xì)胞膜的內(nèi)外側(cè).時(shí)間和人物歷史事件歷史結(jié)論

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)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)膜具流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型1972，桑格和尼克森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)的探究歷程1、在生物膜模型的建立和完善過(guò)程中，你受到哪些啟示?思考2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無(wú)缺？說(shuō)說(shuō)你的看法。生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無(wú)缺。人類(lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無(wú)止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)膜的研究將更加細(xì)致入微，對(duì)膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動(dòng)鑲嵌模型.1.科學(xué)研究的艱辛歷程;2.告訴我們建立模型的一般方法;3.實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)科學(xué)發(fā)展;4.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；5.科學(xué)理論是在不斷修正中完善的。概念圖小結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程決定③④②流動(dòng)性選擇透過(guò)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子①1.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C2.下列哪種膜結(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D葉綠體膜B練習(xí):3.下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（）

A．細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜

B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成

C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性

D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng)

4.人體某些白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)、穿出小血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過(guò)程的完成依靠細(xì)胞膜的（）。

A．選擇透過(guò)性B．保護(hù)作用

C．流動(dòng)性D．自由擴(kuò)散AC5.一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的面積增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞膜的（）。A．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動(dòng)性B．選擇透過(guò)性C．專(zhuān)一性D．具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能A6.異體器官的移植手術(shù)往往很難成功。最大的障礙就是異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于細(xì)胞膜具有識(shí)別作用。這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是（）

A細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成B細(xì)胞膜表面有糖蛋白C細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性D細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性B7.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8.一分子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)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過(guò)的磷脂分子層數(shù)是（

）A6B8C12D16C9.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(lèi)囊體的膜B.線粒體的膜

C.細(xì)胞膜 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜AC10.關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的“流動(dòng)鑲嵌模型”的下列敘述中，不能表示膜的不同物質(zhì)分子間排布關(guān)系的是：(）

A.磷脂排列成雙分子層

B.蛋白質(zhì)分子覆蓋或鑲嵌于脂雙層

C.膜兩側(cè)的物質(zhì)分子排布對(duì)稱(chēng)

D.膜物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)使其有流動(dòng)性C11.在人和鼠的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體，使之分別結(jié)合到鼠和人的細(xì)胞膜表面抗原物質(zhì)上（如下圖）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)胞開(kāi)始融合時(shí)，人、鼠細(xì)胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細(xì)胞表面；