1、第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型,根據(jù)細胞膜結(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點，你會選擇哪一種材料做細胞膜，為什么？,A:塑料袋 B:編織袋 C:普通皮 D:彈力布,選擇依據(jù):,系統(tǒng)的邊界 薄 選擇透過性 伸縮性,一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,時間：19世紀末 1895年 人物：歐文頓（E.Overton） 實驗：用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通 透性實驗,發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞。,實驗一,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),溶于脂質(zhì)的物質(zhì),細胞膜,提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。,2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進行 提取、分離和

2、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、分離 和鑒定呢？,當時的技術(shù)不能實現(xiàn),1.最初認識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對 現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？,從生理功能上入手，通過對現(xiàn)象的推理分析的。,實驗:采用哺乳動物的紅細胞,經(jīng)過特殊處理使細胞發(fā)生溶血現(xiàn)象,一些物質(zhì)溶出,再將溶出細胞外的物質(zhì)洗掉,即可得到純凈的細胞膜(又稱血影).,化學分析表明：膜的成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。,時間：20世紀初,實驗二,問題2,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機結(jié)合構(gòu)成膜的呢？,時間：1925年 人物：荷蘭科學家Gorter和Grendel 實驗：用丙酮從人的紅

3、細胞中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪成單層分子。發(fā)現(xiàn)展開層后的脂單層面積是紅細胞的表面積的2倍 提出假說：,實驗三,細胞膜中的磷脂是雙層的,磷脂分子的結(jié)構(gòu),親水,疏水,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。,水空氣界面,時間：1959年 人物：羅伯特森（J.D.Robertsen） 實驗：在電鏡下看到細胞膜清晰的暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)。,實驗四,提出假說：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),“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模式圖,“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”三明治結(jié)構(gòu)模型有什么不足？,把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功

4、能的多樣性相矛盾.,舉例說明細胞膜靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)不通,變形蟲的變形運動,植物細胞的質(zhì)壁分離,動物細胞吸水膨脹和失水皺縮,時間：1970年 人物：Larry Frye等 實驗：將人和鼠的細胞表面膜蛋白分別用不同的熒光標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布 提出假說：細胞膜具有流動性,實驗五,時間：1972年 人物：桑格和 尼克森 提出：流動鑲嵌模型,糖蛋白,多糖,流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：,1、膜的組成成分： 主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類 2、膜的基本支架: 磷脂雙分子層.（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

5、內(nèi)側(cè)） 3、蛋白質(zhì)分子的位置: 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，有的橫跨整個磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）,蛋白質(zhì)分子的位置,蛋白質(zhì),4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點: 流動性.(磷脂分子是可以運動的，具有流動性;大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運動的,也體現(xiàn)了流動性。),5、細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）,1.生物膜的流動鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？,生物膜的流動鑲嵌模型不可能完美無缺。,2.縱觀整個人們建立生物膜模型的探索過程，實驗技 術(shù)的進步所起到怎樣的作用？,實驗技

6、術(shù)的進步起到了關(guān)鍵性的推動作用。,思考,3.分析生物膜模型的建立過程,你受到什么啟示?,答案:,科學研究是要在實驗和觀察的基礎上,通過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?提出假說,再通過實驗進一步驗證假說。 科學發(fā)展是一個長期的過程,涉及到許多科學家辛勤的工作. 科學研究依賴于科學的進步,科學進步了,就可以得到更多的數(shù)據(jù). 科學家的觀點并不全是真理,還必須通過實踐驗證;科學學說不是一成不變的,需要不斷完善. .,對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,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(jié)果，指出膜主要由組成； 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)

7、； 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(zhì),脂質(zhì)和,蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì),流動性,尼克森,流動鑲嵌模型,小結(jié),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)先通過細胞膜，這是因為（ ） A 細胞膜具有一定流動性 B 細胞膜是選擇透過性 C 細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架 D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子,課堂練習,2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（ ）,A 細胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜,3.一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，進入一相鄰細胞葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（ ） A 5 B 6 C 7 D 8,4.細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學物質(zhì)是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪