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1、,第4章 细胞的物质输入和输出,第2节 生物膜的流动镶嵌模型,教学目标 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 举例说明生物膜具有流动性特点 探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。,学习指导,1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象 的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行 提取、分离和鉴定吗？ 3.脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 4.蛋白质位于脂双层的什么位置呢？ 5.“三明治”结构模型有什么不足？ 6.有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？ 7.生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？,一、对生物膜结构的探索历程,时间
2、：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透 性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。 提出假说：膜是由脂质组成的,资料一,2.欧文顿的分析假说是如何提出的呢？,根据他的实验结果：凡可以溶于脂质的物质，比不溶 于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,3.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行 提取、分离和鉴定吗？,有必要，通过鉴定能更准确地说明问题,4.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离 和鉴定呢？,当时的技术不能实现,1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对 现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？,从生理功能
3、上入手，通过对现象的推理分析的。,时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面 积是细胞膜的2倍 提出假说：,资料二,细胞膜中的磷脂是双层的,磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜由“蛋白质脂质蛋白 质”的三层结构构成 提出假说：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质” 的三层结构构成的静态统一结构,资料三,思考,“三明治”结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜 功能的多样性
4、相矛盾。,时间：1970年 人物：Larry Frye等 实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后， 让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半 发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布 提出假说：细胞膜具有流动性,资料四,时间：1972年 人物：桑格和 尼克森 提出：流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 和 组成； 1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 ； 1972年，桑格和 提出
5、了 。,脂质,脂质,蛋白质,蛋白质脂质蛋白质,流动性,尼克森,流动镶嵌模型,小结,1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？,生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。,2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技 术的进步所起到怎样的作用？,实验技术的进步起到了关键性的推动作用。,3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？,在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应 的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、 再认识；使人类一步步接近生物膜的真相。,思考,生物膜成分和结构的探索历程采用的是什么方法？ 提出假说，即膜的成分和结构的初步阐述，最初都是根据实验现象和有关知识，
6、提出假说，而不是通过实验直接证实的。假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想象。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。,思考,二、流动镶嵌模型的基本内容,流动镶嵌模型的基本内容：,1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）,2、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）,3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）,4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）,5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白
7、质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）,磷脂（膜脂）的运动有多种形式：,1、侧向扩散； 2、旋转运动； 3、摆动运动； 4、伸缩运动； 5、翻转运动； 6、旋转异构,1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ） A 细胞膜具有一定流动性 B 细胞膜是选择透过性 C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,课堂练习,2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（ ）,A 细胞膜 B 核膜 C 线粒体膜 C 叶绿体膜,3、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体
8、基质内，共穿过的生物膜层数是（ ） A 5 B 6 C 7 D 8,4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,5、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ） A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性,6、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（ ） A 维生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰岛素,概念图,生物膜,结构特点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,谢 谢!,垦请各位老师给我提出宝贵的意见！ 特别感谢生物组同事的热心帮助！,
