第2課時(shí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索第1節(jié)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能第3章

細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)能概述細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程。能說出流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。電子顯微鏡細(xì)胞膜的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類究竟是如何組裝構(gòu)成細(xì)胞膜的呢？50%40%2~10%磷脂膽固醇磷脂呈雙分子層【資料1】1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽地提出“細(xì)胞膜模型”的假說：所有細(xì)胞膜都是由“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，被描述為靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外“三明治模型”蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂雙層【任務(wù)④】根據(jù)資料分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。一、對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索【資料1】1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)。他結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽地提出“細(xì)胞膜模型”的假說：所有細(xì)胞膜都是由“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，被描述為靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。靜態(tài)三層模型(靜態(tài)、蛋白質(zhì)對(duì)稱分布)細(xì)胞分裂-生長(zhǎng)【資料2】20世紀(jì)60年代以后，人們對(duì)“靜態(tài)三層模型”中的細(xì)胞是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。如果這樣，就難以解釋細(xì)胞膜的許多復(fù)雜功能——細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)、吞噬、變形運(yùn)動(dòng)、融合等現(xiàn)象。變形運(yùn)動(dòng)需要修訂“靜態(tài)三層模型”吞噬病菌細(xì)胞融合【資料3】20世紀(jì)中葉，某些科學(xué)家采用“冰凍蝕刻”技術(shù)（冰凍斷裂電鏡技術(shù)）處理標(biāo)本，看到了細(xì)胞膜的斷裂面結(jié)構(gòu)?！舅伎肌繌谋鶅鑫g刻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你發(fā)現(xiàn)了什么？貫穿貫穿鑲鑲部分嵌入全部嵌入全部嵌入部分嵌入全部嵌入部分嵌入部分嵌入部分嵌入全部嵌入全部嵌入冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)【資料4】1970年，人——鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)）【熒光標(biāo)記法】是利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標(biāo)志物對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分析的方法。【細(xì)胞融合】是指在自發(fā)或人工誘導(dǎo)下，兩個(gè)細(xì)胞或原生質(zhì)體融合形成一個(gè)雜種細(xì)胞。小鼠細(xì)胞人細(xì)胞正在融合的細(xì)胞融合細(xì)胞熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)示意圖綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合37℃40min細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的，該實(shí)驗(yàn)及其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。結(jié)論放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種顏色的熒光均勻分布。雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光。正在融合的細(xì)胞融合細(xì)胞【資料5】1959年，羅伯特森利用電子顯微鏡拍攝到了細(xì)胞膜的圖像為暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，測(cè)定細(xì)胞膜的厚度為7—8nm，恰好是單層磷脂膜厚度的兩倍，若“三明治”模型成立，兩層磷脂加上兩側(cè)的蛋白質(zhì)，膜的總厚度應(yīng)當(dāng)超過20nm?！举Y料6】物理學(xué)家采用冰凍蝕刻法在低溫下將細(xì)胞膜斷開，升溫后暴露兩層磷脂之間的斷裂面，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中。否定了羅伯特森的“三明治模型”【資料7】1972年辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）總結(jié)提出了新的生物膜模型———流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動(dòng)鑲嵌模型1.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖1111蛋白質(zhì)22345糖蛋白3糖脂4膽固醇磷脂雙分子層25四、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容生物膜的基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種在細(xì)胞膜外表面，糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成_________，或與脂質(zhì)結(jié)合形成_________，這些糖類分子叫做_______。糖蛋白糖脂糖被2.內(nèi)容細(xì)胞內(nèi)側(cè)細(xì)胞外側(cè)鑲在表面部分嵌入全部嵌入貫穿整個(gè)糖蛋白糖脂細(xì)胞膜兩側(cè)具有不對(duì)稱性糖類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，這些糖類分子叫做糖被。糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。消化道和呼吸道上表皮的糖蛋白有保護(hù)和潤(rùn)滑作用。細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性細(xì)胞膜具有選擇透過性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特性結(jié)構(gòu)功能①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流具有一定的流動(dòng)性細(xì)胞膜組分保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定功能特性：選擇透過性磷脂蛋白質(zhì)脂雙層為基本骨架鑲嵌、嵌入、貫穿細(xì)胞表面內(nèi)部疏水，屏障決定膜的功能細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)糖類細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程總結(jié)1895年歐文頓提出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的。1925年戈特和格倫德爾推測(cè)細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。1935年丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除了含有脂質(zhì)分子外，可能還附有蛋白質(zhì)。20世紀(jì)40年代科學(xué)家推測(cè)脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)1959年羅伯特森提出暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)模型1972年辛格和尼科爾森提出流動(dòng)鑲嵌模型1970年通過人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性科學(xué)方法：提出假說科學(xué)家首先根據(jù)已有的知識(shí)和信息提出解釋某一生物學(xué)問題的一種假說，再用進(jìn)一步的觀察與實(shí)驗(yàn)對(duì)已建立的假說進(jìn)行修正和補(bǔ)充。一種假說最終被接受被否定，取決于它是否能與以后不斷得到的觀察和試驗(yàn)結(jié)果相吻合。提出問題提出假說觀察與實(shí)驗(yàn)修正和補(bǔ)充觀察與實(shí)驗(yàn)證實(shí)接受假說【課外制作】利用廢舊物品制作生物膜模型細(xì)胞膜功能組成成分流動(dòng)鑲嵌模型將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流脂質(zhì)：以磷脂為主蛋白質(zhì)：決定了細(xì)胞膜的功能糖類：形成糖蛋白和糖脂主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本支架：磷脂雙分子層蛋白質(zhì)：鑲嵌、貫穿、嵌入在雙磷脂分子層糖類：形成糖蛋白或糖脂具有一定的流動(dòng)性具有一定的選擇透過性D1.下圖為細(xì)胞間信息交流的某些方式的示意圖。以下敘述不正確的是（）A.在A、B、C三圖中，靶細(xì)胞都是通過細(xì)胞膜上的受體接受信號(hào)分子B.從圖中可以看出細(xì)胞間的信息交流方式多種多樣C.細(xì)胞膜上有信息接收功能的物質(zhì)很可能為糖蛋白D.細(xì)胞間的信息交流一定依賴細(xì)胞膜上的受體C2.用磷脂雙分子層做成的脂質(zhì)體可以將藥物包裹成小球，通過小球膜與細(xì)胞膜的融合將藥物送入細(xì)胞，從而達(dá)到治療疾病的目的。如圖是攜有特異性抗體的脂質(zhì)體，它可作為靶向藥物的運(yùn)載體。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.小球膜與細(xì)胞膜的融合與膜的流動(dòng)性有關(guān)B.脂質(zhì)體上加入抗體有助于藥物作用于靶細(xì)胞C.①處可加入脂溶性藥物，②處可加入水溶性藥物D.利用脂質(zhì)體包裹，通過緩釋可降低某些藥物對(duì)人體的毒副作用C3.1972年，辛格和尼科爾森提出的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。如圖是細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型示意圖，下列相關(guān)敘述不正確的是（

）A.a的疏水性確保了雙層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性B.①有流動(dòng)性，大多數(shù)②③也可以運(yùn)動(dòng)C.③