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1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型其他其他【思考思考】用结构和用结构和功能相适应的观点功能相适应的观点分析，用哪种材料分析，用哪种材料做细胞膜更适合体做细胞膜更适合体现细胞膜的功能？现细胞膜的功能？为什么？为什么？弹力布弹力布三种材料中三种材料中弹力布弹力布较适合做模型中的细胞膜。较适合做模型中的细胞膜。【分析分析】作为细胞膜要满足下列几个作为细胞膜要满足下列几个条件：条件：能作为细胞这一系统的边界；能作为细胞这一系统的边界；能让一部分物质透过（通透性）；能让一部分物质透过（通透性）；具有一定的弹性（柔变性）。具有一定的弹性（柔变性）。【思考与讨论思考与讨论】弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？弹力布能
2、完全表现细胞膜的功能吗？弹力布弹力布1.191.19世纪末，欧文顿（世纪末，欧文顿（E.OvertonE.Overton）发现：）发现：不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程【思考思考】欧文顿的实验发现了什么？欧文顿的实验发现了什么？2.202.20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并且发现能溶解脂质的溶剂也可以胞中分离出来，并且发现能溶解脂质的溶剂也可以溶解细胞膜，同时细胞膜也可以被蛋白酶分解。溶解细胞膜，同时细胞膜也可以被蛋白酶分解。 【思考思考
3、】从资料从资料2 2中我们可以知道细胞膜的主要成分中我们可以知道细胞膜的主要成分是什么？是什么？脂质和蛋白质脂质和蛋白质3.19253.1925年年, ,两位荷兰科学家用两位荷兰科学家用丙酮丙酮从人的红细胞中提从人的红细胞中提取脂质，在空气取脂质，在空气- -水界面上铺展成单分子层，测得单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分子层的面积恰为红细胞表面积的2 2倍。倍。推论：推论：细胞膜中的脂质分子必然排列为细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！连续的两层！思考：思考：通过实验现象可以得到怎样的推论？通过实验现象可以得到怎样的推论？ 请同学们完成教材请同学们完成教材66
4、面思考与讨论的面思考与讨论的1、2题题细胞膜的两侧都有水环境存在细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆，同学们尝试着大胆的推测和想像一下，在这样的环境中，磷脂分子的推测和想像一下，在这样的环境中，磷脂分子（脂质）在细胞膜中是怎样排布的呢？（脂质）在细胞膜中是怎样排布的呢？【推测推测】尾部尾部疏水端疏水端头部头部亲水端亲水端磷脂分子磷脂分子请同学们完成教材请同学们完成教材66面思考与讨论第三题面思考与讨论第三题A AB BC C水水水4.19594.1959年，罗伯特森年，罗伯特森（J. D. Robertson J. D. Robertson ）用超薄切片技术获得了用超薄切片技术获得了清
5、晰的细胞膜电镜下的清晰的细胞膜电镜下的照片，显示照片，显示暗暗- -亮亮- -暗暗三三层结构。层结构。透射电子显微镜透射电子显微镜（REMREM）蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂质脂质单位膜模型单位膜模型【思考思考】三层结构中三层结构中暗指的是什么？亮又暗指的是什么？亮又指的是什么？指的是什么？【思考思考】 “三明治三明治”结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？1.1.把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能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相矛盾。的多样性相矛盾。2.2.细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬病菌细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬病菌等这些现象无法解
6、释。等这些现象无法解释。5.19705.1970年年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白红色荧红色荧光染料光染料标记的标记的膜蛋白膜蛋白小鼠细胞小鼠细胞细胞融合细胞融合40min40min37 37 杂交细胞杂交细胞人细胞人细胞细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性体现细胞膜流动性体现细胞膜流动性的实例还有分泌蛋的实例还有分泌蛋白的分泌、植物细白的分泌、植物细胞的质壁分离与复胞的质壁分离与复原等。原等。【思考思考】实验结果说明了什么？实验结果说明了什么？ 6.19726.1972年桑格年桑格(S.J.Singer)(S.
7、J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)(G.Nicolson)提提出了新的生物膜模型出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为多数人所流动镶嵌模型，为多数人所接受。接受。流动镶嵌模型流动镶嵌模型1.1.生物膜的基本支架：生物膜的基本支架：磷脂双分子层磷脂双分子层（亲水性头部朝向外侧，疏水性尾部（亲水性头部朝向外侧，疏水性尾部朝向内侧）。朝向内侧）。二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容磷磷脂脂分分子子2.2.蛋白质分子存在形态：蛋白质分子存在形态：3.3.生物膜的结构特点：生物膜的结构特点：有镶在表面、嵌入、横跨三种，有镶在表面、嵌入、横跨三种，外侧的蛋白质分子与糖类
8、结合形成糖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，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被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）切联系）一定的流动性一定的流动性（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）。要分清糖要分清糖链和糖蛋链和糖蛋白。白。【警示警示】（1 1）糖被只分布在细胞膜外表面。这是判断）糖被只分布在细胞膜外表面。这是判断物质进还是出细胞膜的标志。物质进还是出细胞膜的标志。（2 2）具有一定的）具有一定的流动性流动性是细胞膜的是细胞膜的结构特点结构特点；选择透选择透过性过性是细胞膜的是细胞膜的
9、功能特点功能特点。基本支架基本支架具有流动性具有流动性有的横跨整个有的横跨整个磷脂双分子层磷脂双分子层生物膜生物膜大多数可以运动大多数可以运动生物膜具有的结构特点生物膜具有的结构特点: : 磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子部分镶在磷脂部分镶在磷脂双分子层表面双分子层表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂双分子层中磷脂双分子层中流动性流动性成分成分成分成分1.1.生物膜的生物膜的“蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质”静态结构模静态结构模型不能解释下列哪种现象型不能解释下列哪种现象( () )A A细胞膜是细胞的边界细胞膜是细胞的边界B B溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜溶于脂质的物质能够
10、优先通过细胞膜C C变形虫做变形运动变形虫做变形运动D D细胞膜中磷脂分子呈双层排列在膜中细胞膜中磷脂分子呈双层排列在膜中【解析解析】“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”静态结构模型，不静态结构模型，不能解释变形虫的变形运动，因为变形运动体现细胞膜能解释变形虫的变形运动，因为变形运动体现细胞膜的流动性的流动性。C C2.2.一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的生物膜进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（层数是（ ）A.5 B.6 C.7 D.8A.5 B.6 C.7 D.83.3.细胞
11、膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型的决定有着密切关系的化学物质是（型的决定有着密切关系的化学物质是（ ）A.A.糖蛋白糖蛋白 B.B.磷脂磷脂 C.C.脂肪脂肪 D.D.核酸核酸B BA A4 4在美国梅奥诊所工作的华人科学家陈贤明研究员和在美国梅奥诊所工作的华人科学家陈贤明研究员和他的同事，利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了他的同事，利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了隐孢子虫的子孢子进入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子进入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会诱发大量隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会
12、诱发大量宿主细胞膜载体及水通道聚集，导致膜局部快速水内宿主细胞膜载体及水通道聚集，导致膜局部快速水内流，从而促使局部细胞膜伸展突起。据此回答：流，从而促使局部细胞膜伸展突起。据此回答：（1 1）上述材料说明细胞膜的结构具有）上述材料说明细胞膜的结构具有 特性。特性。（2 2）下列哪些现象与细胞膜伸展突起相关）下列哪些现象与细胞膜伸展突起相关 （ ）A A肿瘤细胞的浸润转移肿瘤细胞的浸润转移B B白细胞白细胞吞噬异物吞噬异物C C葡萄糖进入小肠上皮细胞葡萄糖进入小肠上皮细胞 D D抗体的分泌抗体的分泌（3 3）若要进一步证明水的快速内流是细胞膜水通道蛋）若要进一步证明水的快速内流是细胞膜水通道蛋
13、白开放所致，可另设计一组对照实验，用白开放所致，可另设计一组对照实验，用 对对_进行处理。进行处理。答案：答案：（1 1）一定的流动性）一定的流动性 （2 2）A A、B B、D D （3 3）蛋白）蛋白质抑制剂质抑制剂 水通道蛋白水通道蛋白【解析解析】（1 1）从题中所给材料可知，细胞膜受到刺激可使）从题中所给材料可知，细胞膜受到刺激可使细胞膜伸展突起，说明细胞膜具有一定的流动性。（细胞膜伸展突起，说明细胞膜具有一定的流动性。（2 2）肿）肿瘤细胞的浸润转移，需进行变形运动；白细胞吞食异物，瘤细胞的浸润转移，需进行变形运动；白细胞吞食异物，细胞膜要伸出伪足将异物包裹；抗体的分泌，细胞膜要出细
14、胞膜要伸出伪足将异物包裹；抗体的分泌，细胞膜要出芽进行胞吐，都与细胞膜伸展突起相关。葡萄糖进入小肠芽进行胞吐，都与细胞膜伸展突起相关。葡萄糖进入小肠上皮细胞是通过细胞膜上的载体的主动运输进行的，与上上皮细胞是通过细胞膜上的载体的主动运输进行的，与上皮细胞细胞膜伸展突起无关。（皮细胞细胞膜伸展突起无关。（3 3）要证明水的快速内流是）要证明水的快速内流是水通道蛋白开放所致，自变量是细胞膜上水通道蛋白开放水通道蛋白开放所致，自变量是细胞膜上水通道蛋白开放与否，因变量是否大量进入细胞，因此，用蛋白质抑制剂与否，因变量是否大量进入细胞，因此，用蛋白质抑制剂抑制水通道蛋白的活性作为对照即可。抑制水通道蛋白的活性作为对照即可。谨言慎行，多为对方留一些余地，余地是相互的，留给别人的同时，也留给了自己。
