生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三溫故而知新細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜滲透現(xiàn)象原理：水分子多→水分子少兩個(gè)條件：1、具有半透膜2、膜兩側(cè)有濃度差第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程※19世紀(jì)末，歐文頓實(shí)驗(yàn)1、從生理功能入手的細(xì)胞膜組成成分探究非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)假說：膜是由脂質(zhì)(磷脂)組成的用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題：細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性不同。細(xì)胞膜相似相溶原理第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三動(dòng)動(dòng)腦筋生物膜上只有脂質(zhì)嗎？※實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，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)被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）。假說：膜的主要成分：脂質(zhì)(磷脂)和蛋白質(zhì)動(dòng)動(dòng)腦筋第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1925年,兩位荷蘭的科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì),在空氣——水界面上鋪展成單分子層,測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍.猜猜看:磷脂在細(xì)胞膜中如何排布？？？？2、生物膜模型的探究第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三疏水尾部親水頭部磷脂分子的結(jié)構(gòu)磷酸甘油脂肪酸膽堿第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三磷脂分子在空氣-水界面上如何排布？磷脂分子在空氣和水的界面上展開為一層。結(jié)論：膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層。第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清楚的暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)。他把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建了單位膜模型。蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)是怎樣分布的？第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三許多科學(xué)家對生物膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，因?yàn)殪o態(tài)的單位膜模型無法解釋許多現(xiàn)象。例如：白細(xì)胞吞噬病菌、細(xì)胞生長、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、分泌蛋白的形成等。第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)變形蟲在吞噬草履蟲第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三20世紀(jì)60年代科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白顆粒的分布。實(shí)驗(yàn)中將標(biāo)本用干冰等冰凍后，用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面冰凍蝕刻電子顯微法蛋白質(zhì)鑲嵌、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三小鼠細(xì)胞綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合40min37℃

雜交細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白人細(xì)胞膜蛋白具有一定的流動(dòng)性※1970年熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三①側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；③擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)小資料磷脂分子的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三※在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上，1972年，桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三2、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）3、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(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、生物膜主要有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三5、（1）細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)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(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（2)有些多糖與磷脂分子結(jié)合形成糖脂4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一定的流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的）第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三想象空間發(fā)揮空間想象力，想象一個(gè)近似球型的細(xì)胞，其細(xì)胞膜的磷脂雙分子層的三維立體結(jié)構(gòu)！第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)技術(shù)與科學(xué)發(fā)展1.在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用？實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步對科學(xué)的發(fā)展起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用2.在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？結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識、再實(shí)踐、再認(rèn)識，使人類一步步接近生物膜的真相動(dòng)動(dòng)腦筋第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三總結(jié)：生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型探究歷程1895年膜是由脂質(zhì)組成的20世紀(jì)初膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子一定為連續(xù)的兩層1959年“三明治”結(jié)構(gòu)模型1972年流動(dòng)鑲嵌模型1970年細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三小結(jié)：概念圖基本支架具有流動(dòng)性有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運(yùn)動(dòng)生物膜具有結(jié)構(gòu)特性:

磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂雙分子層表面部分或全部嵌入磷脂雙分子層中流動(dòng)性成分流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容小結(jié)第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三課堂習(xí)題1、（2010蘭州·模擬）下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程說法不正確的（）A歐文頓通過對膜成分的提取和鑒定，認(rèn)識到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的B科學(xué)家通過提取紅細(xì)胞中的脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，膜的脂質(zhì)分子是雙層排布C羅伯特森通過電鏡觀察，提出了生物膜的“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”的三明治結(jié)構(gòu)模型D在建立生物膜結(jié)構(gòu)模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)起了關(guān)鍵的推動(dòng)作用A第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三2、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是（）A脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成B磷脂為分子層結(jié)構(gòu)C細(xì)胞膜具有選擇性D細(xì)胞膜具有一定得流動(dòng)性D3、（2010·安徽高考）下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述正確的是（）A肌細(xì)胞的細(xì)胞膜上有協(xié)助葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)妮d體B細(xì)胞膜上的受體是細(xì)胞間信息交流的必須結(jié)構(gòu)C線粒體內(nèi)膜上只分布著合成ATP的酶D核膜上的核孔可以讓蛋白質(zhì)和RNA自由進(jìn)出A4、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)胞膜的厚度變小而面積增大，其決定因素是細(xì)胞膜（）A具有流動(dòng)性B具有選擇透過性C具有專一性D具有運(yùn)輸物資的功能A第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三5、(2010·北京調(diào)考）能夠反映細(xì)胞膜具有選擇透過性功能特點(diǎn)的實(shí)例有（）

①白細(xì)胞吞噬病菌②細(xì)胞膜外K﹢的濃度遠(yuǎn)低于膜內(nèi)③變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)④唾液腺細(xì)胞分泌唾液淀粉酶⑤海帶細(xì)胞內(nèi)的Ⅰ﹣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于海水中的Ⅰ﹣濃度A①③④B②④⑤C①③D②⑤D6、關(guān)于生物膜的應(yīng)用，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A目前，生物膜應(yīng)用的研究已經(jīng)深入到分子水平B生物膜在工業(yè)上的應(yīng)用，主要是人工模擬生物的各種功能C用人工生物膜處理污水時(shí)，可有選擇地將有毒重金屬離于阻擋在膜的一側(cè)D人造膜材料的研究已經(jīng)成熟，并在工業(yè)上、農(nóng)業(yè)、醫(yī)等生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用D第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三如圖所示為細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）從化學(xué)成分上看，圖中的①是

，②是

，③是

。

構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本支架。（2）據(jù)圖分析，哪一側(cè)為細(xì)胞膜的外側(cè)：

。判斷的依據(jù)是

。（3）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

，這種特點(diǎn)表現(xiàn)為圖中的[]和[]大都可以

。（4）細(xì)胞膜的功能特性是

，這種特性的生理意義是

。糖蛋白磷脂雙分子層膜蛋白磷脂雙分子層a側(cè)具有流動(dòng)性②③控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

選擇透過性運(yùn)動(dòng)a側(cè)b側(cè)①②③細(xì)胞膜外側(cè)有糖蛋白第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三

在生物膜模型的建立和完善的過程中，你受到了哪些啟示？談一談：

人類對自然界的認(rèn)識永無止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷改進(jìn)，對膜的研究將更加細(xì)致入微，對膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和