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1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型 是谁,隔开了原始海洋的动荡, 是谁,为我日夜守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你,我一个小小的细胞 会是何等模样? 丁卫萍 1.细胞膜的功能有哪些？ 2.上节课的探究实验说明细胞膜的什么功 能？细胞膜具有弹性吗？ 问题探讨 塑料袋 普通布 弹力布 其他 用结构跟功能相适应的 观点分析，用哪种材料 做细胞膜更适于体现 细胞膜的功能？ 细胞膜具有： 1.屏障分隔 2.控制物质进出细胞 (选择透过性) 3.信息交流 弹力布能完全表现 细胞膜的功能吗？ 开篇： 从生理功能入手的科学研究 从生理功能入手的科学研究 19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未受精
2、卵细 胞的透性实验 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 从实验现象能推测出什么结论呢？ 思考与讨论: 最初认识到生物膜 是由脂质组成的， 是通过对实验现象 的推理分析还是通 过膜成分的提取和 鉴定？ 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？ 膜是由脂质组成 最初依据实验现象 和有关知识，经过 严谨的推理和大胆 的想像，提出设想 ，是一种常见的科 学方法。假说还需 要通过实验观察来 证实。 提出假说 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来，化学分析膜表明： 实验证据 从生理功能入手的科学探究 膜的主要成分是脂质和蛋白质 脂质和蛋白质是怎
3、样组合形成膜的呢 ？ 问题 ： 继承篇： 单位膜模型的提出 单位膜模型的提出 实验证据 1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一 种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂质 ，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分 子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 脂质分子必然排列为连续 的两层 GORTER 脂单分子层=2 单位膜模型的提出 小资料 磷脂是组成细胞 的主要脂质，是 一种由甘油、脂 肪酸、和磷酸等 所组成的分子。 它有一个亲水磷 酸“头”部，和 一个疏水的脂肪 酸的“尾”部。 想一想： 磷脂分子在空气-水界面 上会怎么样铺展？ 亲水“ 头部” 水 空气 亲水的“头部”与水接触
4、，疏水的“尾巴”远离水 ，朝向空气的一面，在水 空气界面上铺展成单分子 层。 疏水“ 尾部” 单位膜模型的提出 细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试 着大胆的推测和想象一下在这样的环境中， 磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 推 测 连 续 两 层 排 列 单位膜模型的提出 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 推测？ 40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边 假 说 问题 ： 单位膜模型的提出 1959年，罗伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片技术获得了清晰的细胞 膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结 构。 实验证据 蛋白质的电子密度高，在电镜 下显暗色；磷脂分子的电子
5、密 度低，显亮色。 蛋白质 蛋白质 脂质 单位膜模型 单位膜模型认为生 物膜是静态的统一 结构。 变形虫的变形运动 单位膜模型无法解释的现象 开拓篇： 新技术带来新模型 膜能运动吗？如果运动，膜上的蛋白质又该位于 什么位置？ 跨膜蛋白 外周蛋 白 嵌入蛋 白 新技术带来新模型 蛋白质在膜中的分布是不对称的 科学家关于蛋白质在 细胞膜上存在的三种 方式的概括： l在膜表面 l嵌在膜中 l穿透膜 新技术带来新模型 用荧光染料标记 某种物质，利用其 荧光特性，来反应 研究对象的相关信 息。 荧光标记技术 37下40min后出现了 什么现象？说明什么？ 膜上的蛋白质具 有流动性 新技术带来新模型 侧向
6、扩散运动；旋转运动；摆动运动 小资料 磷脂分子的运动 细胞膜具有 流动性 新技术带来新模型 在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森 (G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为多数 人所接受。 流动镶嵌模型 流动镶嵌模型基本内容的总结: 1 1、生物膜的组成、生物膜的组成 ： 2 2、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架： 3、蛋白质分子存在形态： 4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点： 主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成 磷脂双分子层磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝向内侧）
7、。朝向内侧）。 有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子 与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。 （糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系） 流动性流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的） 小结：概念图 基本支架 具有流动性 有的横跨整个磷 脂双分子层 生物膜 大多数可以运动 生物膜具有结构特性: 磷脂双分子层蛋白质分子 部分镶在磷脂 双分子层表面 部分或全部嵌入 磷脂双分子层中 流动性 成分 现象观察现象观察：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。 提出假说：提出假说： 。 实验证明：实验证明：20世纪初，对膜的化学分析结果指
8、出膜主要由 和 组成 。 提出问题：提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 实验探究：实验探究： 1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出 . 1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由 三层结构。 提出新问题：提出新问题：如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？ 组织新探究：组织新探究： 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，桑格和尼克森提出了 。 回顾：对生物膜结构的探索历程 溶于脂质的 膜是由脂质组成 脂质蛋白质 脂质分子排列为连续的两层 蛋白质-脂质-蛋白质 流动性 流动镶嵌模型 A 不要灰心 ，再来一
9、次！ C D B不要灰心 ，再来一 次！ 不要灰心 ，再来一 次！ 恭喜你，答 对了！再接 再厉！ 知识闯关：第一关 人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细 血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程 的完成依靠细胞膜的 （ ） 选择透过性 保护作用 流动性 扩散 A 不要灰心 ，再来一 次！ C D B不要灰心 ，再来一 次！ 不要灰心 ，再来一 次！ 恭喜你，答 对了！再接 再厉！ 知识闯关：第二关 使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（ ） 磷脂是疏水性 磷脂是亲水性的 磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是亲水性的 A 不要灰心 ，再来一 次！ C D B不要灰心 ，再来一 次！ 不要灰心 ，再
10、来一 次！ 恭喜你，答 对了！再接 再厉！ 知识闯关：第三关 细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相 关的成分是（ ） 磷脂 糖蛋白 蛋白质 磷脂、蛋白质 B 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回 答下列问题： （1）应选取人的哪种细胞做实验（ ） A神经细胞 B口腔上皮细胞 C成熟的红细胞 D白细胞 （2）将选取的上述材料放入 ，由于渗透作用，一段时间后细胞将破 裂，然后再用 法获得纯净的细胞膜。 （3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列 能正确反应其分布的图是（ ） （4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明 。 C A 蒸馏水 离心 磷脂分子在细胞膜中成双层排列 知识闯关：最后一关
