生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型lym上

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型問題探討

如果讓你們制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，現(xiàn)在有三種材料：塑料袋、普通布、彈力布，你會(huì)選用哪種材料做細(xì)胞膜呢？為什么？

材料必須具備三個(gè)特點(diǎn):1、薄，因?yàn)榧?xì)胞膜是細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的邊界;2、半透性，因?yàn)榧?xì)胞膜是選擇透過性膜；3、彈性，因?yàn)榧?xì)胞膜具有一定的伸縮性。塑料袋——普通布——彈力布——1、31、21、2、3一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程問題1細(xì)胞膜的組成成分是什么？

時(shí)間：19世紀(jì)末1895年

人物：歐文頓（E.Overton）

實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)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(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)一書P65●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜相似相溶原理提出假說(shuō)：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(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？有必要，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問題

3.那為什么一開始不直接對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對(duì)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(duì)現(xiàn)象的推理分析的。思考與討論書P66后來(lái)有些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用蛋白酶處理細(xì)胞膜，細(xì)胞膜會(huì)被破壞。從這一事實(shí)又能夠提出什么假說(shuō)？實(shí)驗(yàn):科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中分離出來(lái)化學(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)二書P65問題2脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在膜上又是如何排布的呢？

時(shí)間：1925年人物：兩位荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單層分子層。測(cè)得單分子層的面積恰是紅細(xì)胞的表面積的2倍

實(shí)驗(yàn)三書P65親水頭部疏水尾部磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。水—空氣界面在水-空氣界面處，磷脂分子只有親水性頭部能夠接觸水！細(xì)胞膜中的磷脂如果是單層的，則膜面積展開后應(yīng)該相等

只有細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的，則膜面積展開后才為紅細(xì)胞膜面積的2倍。提出假說(shuō)：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層問題3蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？提出假說(shuō)：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)——“三明治”模型。

時(shí)間：1959年

人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）

實(shí)驗(yàn)：在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)四書P66靜態(tài)“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治結(jié)構(gòu)模型是否能體現(xiàn)膜的功能呢？因此把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾.質(zhì)疑

時(shí)間：1970年

實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞表面膜蛋白分別用不同的熒光標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光均勻分布

提出假說(shuō)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)五書P67人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)誘導(dǎo)融合

40min370C加快膜的流動(dòng)性蛋白質(zhì)分子時(shí)間：1972年書P67人物：桑格和尼克森提出：流動(dòng)鑲嵌模型

磷脂雙分子層糖蛋白多糖二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容書P881、膜的組成成分：

2、流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容：（1）基本支架：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)）主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類．磷脂雙分子層磷脂分子層（2）蛋白質(zhì)分子有的鑲在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，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。（蛋白質(zhì)在膜內(nèi)外分布是不對(duì)稱的，體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性）鑲嵌入橫跨（3）磷脂雙分子層和大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。（體現(xiàn)了膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性）（4）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。（糖被有保護(hù)和潤(rùn)滑作用；與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）糖被三、生物膜的特點(diǎn)1、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——一定的流動(dòng)性（2）生理意義：完成物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞融合等功能。（1）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):

構(gòu)成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。（3）影響因素：膜的流動(dòng)性受溫度影響，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高膜的流動(dòng)性加快。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程細(xì)胞分裂和細(xì)胞融合胞吞和胞吐區(qū)別：流動(dòng)性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇透過性是生物膜的功能特性。生物膜的流動(dòng)性與選擇透過性的關(guān)系聯(lián)系：流動(dòng)性是選擇透過性的基礎(chǔ)，膜只有具有流動(dòng)性，才能實(shí)現(xiàn)選擇透過性。2、生物膜的功能特點(diǎn)——選擇透過性（1）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):膜上具有載體蛋白。（2）生理意義：控制物質(zhì)進(jìn)出。與蛋白質(zhì)的種類和數(shù)目有關(guān)1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無(wú)缺。2.縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型的探索過程，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到怎樣的作用？實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。思考小結(jié)一、生物膜的探索歷程

1、19世紀(jì)末，歐文頓，脂溶性物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的2、20世紀(jì)初，分離哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的膜結(jié)論：膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成3、1925年，兩位荷蘭科學(xué)家，磷脂單分子層面積為膜面積2倍結(jié)論：脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層4、1959年，羅伯特森在電子顯微觀察到暗-亮-暗的三層結(jié)構(gòu)結(jié)論：蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)5、1970年，人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性6、1972年，桑格和尼克森提出：流動(dòng)鑲嵌模型二、生物膜的結(jié)構(gòu)

成分排布功能磷脂雙分子層親水性頭部朝向兩側(cè)基本支架疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、載體橫跨在磷脂雙分子層中糖被膜表面保護(hù)、潤(rùn)滑、識(shí)別

糖脂膜表面三、生物膜的特點(diǎn)流動(dòng)性

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)

選擇透過性

概念圖小結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程決定③④②流動(dòng)性選擇透過性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子①1.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(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂練習(xí)2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（）A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜C葉綠體膜3.一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（）A5B6C7D84.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸5.變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（）A保護(hù)作用B一定的流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過性3．一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的面積增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞膜的（