生物膜的流動鑲嵌模型

從物質(zhì)的跨膜運輸?shù)膶嵗梢钥闯?，生物膜對物質(zhì)進出細胞是有選擇性的。結(jié)構(gòu)功能決定生物膜有著怎樣的結(jié)構(gòu)？多位科學家，進行了長期而大量實驗才為我們解開疑問！第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型第四章細胞的物質(zhì)輸入和輸出“打開一切科學的鑰匙毫無疑問的是問號?！辟Y料一時間:19世紀末人物: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，現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細胞膜。一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程問題①：這能推測出什么結(jié)論？

問題②：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？

問題③：在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？細胞膜由脂質(zhì)組成歐文頓提出：問題：這能推測出什么結(jié)論？

時間：20世紀初事件：科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來結(jié)果：發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。對膜的成分進行提取、分離和鑒定實驗得出結(jié)論：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)探索：這些物質(zhì)是如何組成膜的呢？資料二時間:1925年人物:荷蘭科學家實驗:用丙酮（脂溶性有機溶劑）從人的紅細胞的細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單層分子層發(fā)現(xiàn):單分子層的面積是細胞膜的2倍單分子層排列空氣—水界面問題①：這能推測出什么結(jié)論？

問題②：在此實驗中為什么要選用紅細胞膜來進行分析？細胞膜中的磷脂是雙層的（無核膜和眾多細胞器膜干擾實驗）提出假說: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。水磷脂分子問題③：細胞膜中的磷脂分子會排列成怎樣兩層呢？畫出來進行比較哪種情況膜穩(wěn)定性強？磷脂雙分子層磷脂雙分子層，構(gòu)成細胞膜的基本骨架！蛋白質(zhì)位于細胞膜的什么位置呢？特點：尾尾相對資料三時間:1959年人物:羅伯特森（J.D.Robertsen）實驗:在電鏡下看到細胞膜由暗——亮——暗三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成提出假說: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)”三層結(jié)構(gòu)模型要點：①所有膜結(jié)構(gòu)都相同②靜態(tài)的結(jié)構(gòu)質(zhì)疑：１）各種生物膜功能不同，應(yīng)該結(jié)構(gòu)也不同２）細胞的生長、變形蟲的變形運動等現(xiàn)象不好解釋變形蟲的變形運動變形蟲在吞噬草履蟲磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子鑲在表層貫穿嵌插新的發(fā)現(xiàn)：隨著新技術(shù)的運用,科學家發(fā)現(xiàn)膜蛋白并不是全部鋪在脂質(zhì)的表面,有的蛋白質(zhì)是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的。人鼠細胞融合實驗（熒光標記法）人體細胞小鼠細胞紅色熒光染料標記的膜蛋白綠色熒光染料標記的膜蛋白細胞融合37℃條件下40min后構(gòu)成細胞膜的蛋白質(zhì)分子可以運動發(fā)現(xiàn)1970年,費雷和埃迪登等，將人和鼠的細胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標記后融合從而推翻了靜止模型的觀點結(jié)論：細胞膜具有流動性提出新的細胞膜模型

1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動鑲嵌模型。磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子糖蛋白磷脂分子二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（尾尾相對）2、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）4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。（也體現(xiàn)了膜的流動性）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）二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3、磷脂分子是可以運動的，具有流動性。（其分子的運動有多種形式）磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子鑲在表層貫穿嵌插糖被（糖蛋白）膜外側(cè)磷脂雙分子層------構(gòu)成細胞膜的基本骨架蛋白質(zhì)分子------鑲在表層或嵌插、貫穿于磷脂雙分子層中細胞膜外側(cè)還有一定量的多糖,形成糖蛋白結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性①19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是___________組成的。

②20世紀初，科學家的化學分析結(jié)果，指出膜主要由___________和__________組成。

③1925年，荷蘭科學家得出：脂質(zhì)分子是

層分布的；

④1959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)組成；

⑤1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有

性；

⑥1972年桑格和尼克森提出⑥1972年，桑格和尼克森提出了

模型。小結(jié)：此圖是細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)圖，其中a和b分別代表不同分子或離子進出細胞膜的方式，請回答下列問題：①代表________②代表____________，③代表_______，結(jié)構(gòu)特點是___________，____面是細胞膜外表面。A面B面糖蛋白磷脂雙分子層蛋白質(zhì)一定的流動性A各種生物膜功能不同，應(yīng)該結(jié)構(gòu)也不同，流動鑲嵌模型能夠代表所有的生物膜嗎？再探討：膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同，故各生物膜功能有所不同提出假設(shè)：請你做出嘗試性的解釋！思考①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？實驗技術(shù)的進步起到了關(guān)鍵性的推動作用。

②分析生物膜模型的建立過程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)是如何體現(xiàn)的？在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點始終引導人們不斷實踐、認識，再實踐、再認識；使人類一步步接近生物膜的