第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型教學

1、分析以下三種材料，分析以下三種材料，哪種更適合做細胞膜：哪種更適合做細胞膜：塑料袋、塑料袋、 普通布、普通布、 彈力布彈力布1.根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點分析,以上哪種更適于體現(xiàn)細胞膜的功能?2.你還能想出更好的材料做細胞膜嗎?對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容2一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程二二 20世紀初，膜成分實驗世紀初，膜成分實驗三三 1925年，膜面積實驗年，膜面積實驗四四 1959年，膜結(jié)構(gòu)實驗年，膜結(jié)構(gòu)實驗五五 1970年，膜融合實驗年，膜融合實驗一一 19世紀末，膜透性實驗世紀末，膜透性實驗六六 19

2、72年，流動鑲嵌模型年，流動鑲嵌模型 19世紀末，世紀末，歐文頓歐文頓用用500多種化學物質(zhì)對植物多種化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)問題：細胞細胞的通透性進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)問題：細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不同。膜對不同物質(zhì)的通透性不同。假說：假說：膜是由脂質(zhì)膜是由脂質(zhì)( (磷脂磷脂) )組成的組成的聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時光機之一：時光機之一：19世紀末，膜透性實驗世紀末，膜透性實驗 20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細紅細胞胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被溶解中分離出來，發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的

3、脂質(zhì)的物質(zhì)物質(zhì)溶解，也會被溶解，也會被蛋白酶蛋白酶分解。分解。說明：說明：膜的主要成分：膜的主要成分：脂質(zhì)脂質(zhì)( (磷脂磷脂) )、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)時光機之二時光機之二 20世紀初，膜成分實驗世紀初，膜成分實驗聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì)在膜中如何排列尾部尾部頭部頭部疏水疏水親水親水磷脂分子的結(jié)構(gòu)磷脂分子的結(jié)構(gòu) 磷脂是一種由膽堿，磷酸，甘油和脂肪酸所組成的分子磷脂是一種由膽堿，磷酸，甘油和脂肪酸所組成的分子.想一想，磷脂分子在空氣想一想，磷脂分子在空氣- -水界面上會怎么樣水界面上會怎么樣鋪展？鋪展？磷脂分子排列為單分子層磷脂分子排列為單分子層磷脂分

4、子在細胞膜上的排列是不是也是單層的呢？細胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推推測測脂質(zhì)脂質(zhì)測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的的2 2倍。倍。膜中脂質(zhì)分子排列為膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層連續(xù)兩層結(jié)論結(jié)論：時光機之三時光機之三 1925年，膜面積實驗年，膜面積實驗聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程猜想猜想蛋白質(zhì)的排布方式怎樣呢？磷脂雙分子層磷脂雙分子層初步構(gòu)建生物膜的結(jié)構(gòu)模型初步構(gòu)建生物膜的結(jié)構(gòu)模型聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時光機之四時光機之四 1959年，膜結(jié)構(gòu)實驗年，膜

5、結(jié)構(gòu)實驗羅伯特森的模型：羅伯特森的模型：1.1.膜由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成膜由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成2.2.呈蛋白質(zhì)呈蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)3.3.靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 思考思考 根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能相適應的觀點： “三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？（舉例）草履蟲草履蟲質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離變形蟲變形蟲運用新技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)在膜上的分布分三大運用新技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)在膜上的分布分三大類：鑲、嵌、貫穿在脂質(zhì)雙分子層中。類：鑲、嵌、貫穿在脂質(zhì)雙分子層中。新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型三種方式的概括：三種方式的概括：1 鑲鑲在膜表面

6、在膜表面2 嵌嵌在膜中在膜中3 貫穿貫穿膜膜蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱不對稱的的人人- -鼠細胞融合實驗鼠細胞融合實驗新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型時光機之五時光機之五 1970年，膜融合實驗年，膜融合實驗聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 用熒光染料標記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應研究對象的相關(guān)信息。熒光標記熒光標記技術(shù)誘導融合40分鐘后人細胞鼠細胞熒光標記 蛋白質(zhì)人人鼠細胞融合實驗及相關(guān)的其他實驗鼠細胞融合實驗及相關(guān)的其他實驗證明：細胞膜具有一定的證明：細胞膜具有一定的流動性流動性 磷脂分子的運動磷脂分子的運動 時間：時間：1972197

7、2年年 桑格和尼克森提出了新的生物膜模型桑格和尼克森提出了新的生物膜模型流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型，為多，為多數(shù)人所接受。數(shù)人所接受。時光機之六時光機之六 1972年，流動鑲嵌模型年，流動鑲嵌模型聚焦一：聚焦一：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時間和人物時間和人物歷史事件歷史事件歷史結(jié)論歷史結(jié)論 多種物質(zhì)對膜通透性實驗多種物質(zhì)對膜通透性實驗對紅細胞膜化學分析對紅細胞膜化學分析紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面層分子的面積是原膜表面積的兩倍積的兩倍電鏡下看到膜呈電鏡下看到膜呈“暗暗亮亮暗暗”三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三層靜態(tài)結(jié)構(gòu)三層

8、靜態(tài)結(jié)構(gòu)人、鼠細胞融合實驗。人、鼠細胞融合實驗。新的觀察和實驗證據(jù)的基礎新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由膜是由脂質(zhì)組成的脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)膜具膜具流動流動性性流動鑲嵌流動鑲嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，羅伯特森羅伯特森19251925年，年，兩位荷蘭兩位荷蘭科學家科學家2020世紀初世紀初1919世紀末世紀末歐文頓歐文頓列表總結(jié)：列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程主要成分：主要成分：基本支架：基本支架：蛋白質(zhì)分

9、布：蛋白質(zhì)分布：結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：5:功能特點：功能特點：選擇透過性選擇透過性脂質(zhì)（磷脂）脂質(zhì)（磷脂） 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂雙分子層磷脂雙分子層具有一定的流動性具有一定的流動性聚焦二:生物膜的流動鑲嵌模型鑲、嵌、貫穿于磷脂雙分子層鑲、嵌、貫穿于磷脂雙分子層細胞膜中的糖類如何存在？有何功能？細胞膜中的糖類如何存在？有何功能？ 糖蛋白（糖被）：糖蛋白（糖被）： 多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合。多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合。 保護、潤滑、識別（信息交流）。保護、潤滑、識別（信息交流）。聚焦二:生物膜的流動鑲嵌模型胞外胞外概念圖小結(jié)概念圖小結(jié):生物膜生物膜結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點功能特點功能特點組成成分組成成分結(jié)構(gòu)探究歷程結(jié)構(gòu)探究歷程決

10、定決定 流動性流動性選擇透過性選擇透過性脂質(zhì)分子（磷脂脂質(zhì)分子（磷脂雙分子層）雙分子層）蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子1 1、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的完成依賴于細胞膜的生理過程的完成依賴于細胞膜的A A 、保護作用、保護作用 B B、 一定的流動性一定的流動性C C 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流2 2、下列物質(zhì)中最容易通過細胞膜進入細下列物質(zhì)中最容易通過細胞膜進入細胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) C C、甘油、甘油 D D、無機鹽離子、無機鹽離子課堂反饋課堂反饋 3、某一植物細胞線粒體基質(zhì)中有一CO2 分子，擴散到相鄰細胞的葉綠體基質(zhì)，共通過了 層磷脂分子。12（2112） 24、細胞膜上與