必修一課件：第四章第二節(jié)-生物膜的流動鑲嵌模型(28張)

是誰,隔開了原始海洋的動蕩,是誰,為我日夜守邊防,是誰,為我傳信報安康。沒有你,我——一個小小的細胞會是何等模樣?第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型

在制作真核細胞三維結(jié)構(gòu)模型時，提供給你制作細胞膜的三種材料：塑料袋、普通布和彈力布。你認為選哪種材料最好?？

塑料袋普通布彈力布細胞膜具有以下功能：1.將細胞與外界環(huán)境分隔開2.選擇透過性3.彈性結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)319世紀(jì)末，歐文頓用500多種化學(xué)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：細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不同。提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜相似相溶原理資料1溶于脂質(zhì)的物質(zhì)：固醇類激素、膽固醇、維生素D、性激素、甘油、脂肪酸、乙醇（酒精）高考題：性激素是一種固醇類物質(zhì)，這主要與：A.膜的骨架磷脂雙分子層有關(guān)

探究歷程Year20世紀(jì)初材料2：其他科學(xué)家實驗20世紀(jì)初，科學(xué)家將細胞膜從哺乳動物成熟的紅細胞中分離出來，并對細胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細胞膜會被蛋白酶分解（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)）。應(yīng)用化學(xué)手段分析表明：a.膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。b.組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多。資料3想一想：1磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”2024/3/132、如果磷脂按進了水中，會怎樣排列呢？3、如果磷脂周圍全是水，磷脂分子怎樣排布最穩(wěn)固？4、在細胞膜上的磷脂與最后的情況一樣嗎？周圍是不是都有水？如果情況屬實，我們把細胞縱切開，會看到什么情景呢？水空氣問題科學(xué)家是怎樣從這一現(xiàn)象中得出“磷脂在細胞膜中必然是雙層的排列”這一假說的呢？1925年荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel用丙酮從紅細胞中抽提出脂質(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胞表面積的兩倍。資料2設(shè)每層的膜面積為S，兩層膜面積就為2S，把兩層膜展開在水－空氣界面上鋪成一層，就會形成面積為2S的單層膜。這個猜想對嗎？2024/3/13資料320世紀(jì)初科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后進行化學(xué)分析：脂溶性物質(zhì)能優(yōu)先通過生物膜，并且生物膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解化學(xué)分析表明：膜中有蛋白質(zhì)2、對生物膜的探索——蛋白質(zhì)猜

想蛋白質(zhì)以怎樣的形式結(jié)合在磷脂層上的呢？2024/3/13單位膜模型的提出細胞膜的兩側(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？推測11三明治模型1.蛋白質(zhì)在膜中分布的對稱性2.靜態(tài)結(jié)構(gòu)要點：假說：

羅伯特森:生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)（三明治模型）。資料42024/3/13標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(

)在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是（）的冰凍蝕刻電子顯微法不對稱鑲在、嵌入、橫跨2024/3/13蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)模型不能解釋的現(xiàn)象變形蟲在吞噬草履蟲白細胞吞噬病菌的過程單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象誘導(dǎo)融合40分鐘后370C結(jié)論人細胞鼠細胞熒光標(biāo)記膜蛋白熒光標(biāo)記技術(shù)細胞雜交技術(shù)細胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運動的。熒光標(biāo)記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖新技術(shù)帶來新模型①側(cè)向擴散運動；②旋轉(zhuǎn)運動；③擺動運動小資料磷脂分子的運動細胞膜具有流動性時間和人物歷史事件歷史結(jié)論

多種物質(zhì)對膜通透性實驗對紅細胞膜化學(xué)分析紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面積的兩倍電鏡下膜呈“暗—亮—暗”三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)人、鼠細胞融合實驗。新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)膜具流動性流動鑲嵌模型1972，桑格和尼克森1970年1959年，羅伯特森1925年，兩位荷蘭科學(xué)家20世紀(jì)初19世紀(jì)末歐文頓3.總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程2024/3/131972年桑格和尼克森二、流動鑲嵌模型(1)流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):

1、生物膜的化學(xué)組成：主要由蛋白質(zhì)和磷脂組成

2、生物膜的基本骨架：

磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）。

3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：

有的鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖蛋白，叫做糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）

4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點：

流動性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的）

基本支架具有流動性有的貫穿整個磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運動生物膜具有結(jié)構(gòu)特性:

磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子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性成分概念圖小結(jié)2024/3/13均勻分布在脂質(zhì)兩側(cè)有的鑲在磷脂雙分子層表面有的嵌入磷脂雙分子層有的則整個貫穿于磷脂雙分子層蛋白質(zhì)的分布否是是否具有流動性脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成三層結(jié)構(gòu)模型流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型與三層結(jié)構(gòu)模型的比較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C2024/3/132、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（）A保護作用B一定的流動性C主動運輸D選擇透過性B3、細胞膜上與細胞識別、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A2024/3/13ACDB知識闖關(guān)：第一關(guān)4.人體內(nèi)的白細胞能進行變形運動，穿出毛細血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程的完成依靠細胞膜的（C）選擇透過性保護作用

流動性擴散ACDB知識闖關(guān)：第二關(guān)5.使磷脂特別適于形成細胞膜的原因是（C）磷脂是疏水性磷脂是親水性的磷脂能迅速吸水

磷脂既是疏水性的又是親水性的ACDB知識闖關(guān)：第三關(guān)6.細胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相關(guān)的成分是（

C）磷脂糖蛋白

蛋白質(zhì)

（分析：磷脂吸收脂溶性物質(zhì)，蛋白質(zhì)吸收離子和小分子物質(zhì)起載體作用）磷脂、蛋白質(zhì)現(xiàn)象觀察：19世紀(jì)末，歐文頓發(fā)現(xiàn)

物質(zhì)更容易透過細胞膜。提出假說：

。實驗證明：20世紀(jì)初，對膜的化學(xué)分析結(jié)果指出膜主要由

和

組成。提出問題：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？

實驗探究：

1925年荷蘭科學(xué)家測得膜單分子層恰為紅細胞表面積的2倍，提出

.1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生物膜都由

三層結(jié)構(gòu)。提出新問題：如果膜是靜態(tài)的，細胞的一些復(fù)雜功能有怎樣解釋呢？組織新探