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1、第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型问题探讨问题探讨对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容课堂小结课堂小结巩固练习巩固练习 在制作真核细胞三在制作真核细胞三维结构模型时，提供给维结构模型时，提供给你制作细胞膜的三种材你制作细胞膜的三种材料：料：塑料袋、普通布塑料袋、普通布和和弹力布弹力布。你们认为选哪。你们认为选哪种材料最好？为什么种材料最好？为什么?问题探讨问题探讨一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质实验一：
2、实验一：1895年，年，欧文顿欧文顿选选用用500多种化学物质对植物多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次细胞膜的通透性进行上万次的研究。发现：凡是可溶于的研究。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。的物质更容易穿过细胞膜。 探究：依据欧文顿所观察到的实验现象，能得出探究：依据欧文顿所观察到的实验现象，能得出什么结论？什么结论？ 膜是由脂质组成的。膜是由脂质组成的。实验二：实验二：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质
3、溶解，也会被脂质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶（能专一地催化（能专一地催化蛋白质分解的物质）分解。蛋白质分解的物质）分解。探究：你能推测出什么结论？探究：你能推测出什么结论？细胞膜主要由脂质和蛋白质组成细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 。问题：在此实验中为什么要选用红细胞膜问题：在此实验中为什么要选用红细胞膜 来进行分析？来进行分析？磷脂分子磷脂分子头部：亲水性头部：亲水性尾部：疏水性尾部：疏水性磷脂是一种由磷脂是一种由甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸和磷酸所组成和磷酸所组成的分子的分子磷酸磷酸“头头”部部是亲水的，脂是亲水的，脂肪酸肪酸“尾尾”部部是疏水的。是疏水的。ABCD实验三：实验三：1925年，
4、两位荷兰科年，两位荷兰科学家学家E.Gorter和和F.Grendel作了作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气将抽提出的脂质在空气水界水界面上铺成面上铺成单分子层单分子层，测得其分，测得其分子所占的面积相当于所用的红子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的细胞表面积的2倍倍。探究：如果你是科学家，展开大胆想象，你会推测出探究：如果你是科学家，展开大胆想象，你会推测出什么样的结论？什么样的结论？ 细胞膜中的脂质是两层的。细胞膜中的脂质是两层的。思考：细胞膜中的磷脂为什么思考：细胞膜中的磷脂为什么会排列为两层呢？细胞膜中的会排列为两层呢？细胞膜中的磷脂分子会排
5、列成怎样两层呢磷脂分子会排列成怎样两层呢？探究：如果把抽提出的磷脂注入水中，磷脂分子探究：如果把抽提出的磷脂注入水中，磷脂分子会如何排列？会如何排列？连连续续两两层层排排列列 实验四实验四： 2020世纪世纪5050年代，电年代，电子显微镜诞生，科学家用它子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。来观察细胞膜。 19591959年，年，罗伯特森罗伯特森用超薄切用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜片技术获得了清晰的细胞膜电镜照片，看到了电镜照片，看到了暗亮暗亮暗暗的三层结构。的三层结构。构建模型构建模型 “ 蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层的统一结构模式图三层的统一结构模式图它是静态的统一结构
6、它是静态的统一结构三明治结构模型，三明治结构模型，“蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质” 。认为蛋白质在脂质两侧是认为蛋白质在脂质两侧是对称对称的。的。 设问：设问：“蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质”的静的静态模型是否有缺陷，应如何修正？态模型是否有缺陷，应如何修正？ 实验五：实验五：1970年，年，Frye和和Edidin的人的人鼠细鼠细胞融合实验胞融合实验探究：该实验表明什么？探究：该实验表明什么？ 细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性 。荧光标记荧光标记膜蛋白可以运动的。膜蛋白可以运动的。磷脂分子的运动磷脂分子的运动磷脂分子的运动磷脂分子的运动实验六：标本用干冰等实验六：标本用干冰等冰冻冰冻
7、。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在磷脂双分子层中。在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的蛋白质分子蛋白质分子 1972年：桑格和年：桑格和 尼克森尼克森 提出：提出：流动镶嵌模型流动镶嵌模型 磷脂双分子层磷脂双分子层对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程19世世纪纪末末，欧欧文文顿顿的的实实验验和和推推论论：膜膜是是由由 组组成成的；的；20世世纪纪初初，科科学学家家的的化化学学分分析析结结果果，指指出出膜膜主主要要由组成；由组成；1959年年罗罗伯伯特特森森提提出出的的“三三明
8、明治治”结结构构模模型型：所所有生物膜都由有生物膜都由 三层结构；三层结构；1970年年，荧荧光光标标记记小小鼠鼠细细胞胞和和人人细细胞胞融融合合实实验验，指出细胞膜具有指出细胞膜具有 ；1972年年 ， 桑桑 格格 和和 提提 出出 了了 。 脂质脂质脂质脂质脂质和蛋白质脂质和蛋白质脂质和蛋白质脂质和蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质流动性流动性流动性流动性尼克森尼克森尼克森尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型小结：小结：二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容时间时间:1972年年人物人物:桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模
9、型桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型S. J. SingerG. Nicolson1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中的蛋白质组成。还有少量的多糖。其中的蛋白质组成。还有少量的多糖。流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容 2、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物膜侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物膜的基本骨架；的基本骨架；3、蛋白质有的镶在磷脂双层表面，有的部分蛋白质有的镶在磷脂双层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双层中，有的横跨
10、整个磷脂或全部嵌入磷脂双层中，有的横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的双分子层，表现出分布的不对称性不对称性。4、在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂糖蛋白的作用：糖蛋白的作用：1有保护和润滑作用，有保护和润滑作用，2还与细胞膜表面的识别有密切关系还与细胞膜表面的识别有密切关系（2）膜蛋白的运动性）膜蛋白的运动性5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了动的，体现了膜的流动性膜的流动性（结构特点结构特点）（1）磷脂分子的运动性）磷脂分子的运动性流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容小结小
11、结脂质、蛋白质、糖类脂质、蛋白质、糖类磷脂双分子层磷脂双分子层覆盖、嵌入、贯穿覆盖、嵌入、贯穿膜具有流动性膜具有流动性组成成分：_基本支架：_蛋白质分布：_结构特点：_糖被：_与细胞识别、细胞间的信息交流有关与细胞识别、细胞间的信息交流有关思考：思考：流动镶嵌模型与蛋白质流动镶嵌模型与蛋白质脂质脂质蛋白质三蛋白质三层结构模型有何异同？层结构模型有何异同？均匀分布在均匀分布在脂质两侧脂质两侧有的有的镶在镶在磷脂双分子层表面磷脂双分子层表面有的有的嵌入嵌入磷脂双分子层磷脂双分子层有的则整个有的则整个贯穿贯穿于磷脂双分于磷脂双分子层子层蛋白质的分蛋白质的分布布否否是是是否具有流是否具有流动性动性脂质
12、和蛋白脂质和蛋白质质脂质和蛋白质脂质和蛋白质组成组成三层结构模三层结构模型型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型与三层结构模型的比较流动镶嵌模型与三层结构模型的比较课堂小结课堂小结细细胞胞膜膜结构结构特点特点功能功能主要成分主要成分结构模型结构模型具有一定的具有一定的流动性流动性将细胞和外界环境分隔开将细胞和外界环境分隔开控制物质进出细胞控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流（共同构成生物膜系统）（共同构成生物膜系统）磷脂磷脂 蛋白质蛋白质 （还有糖（还有糖脂脂 糖蛋白糖蛋白 胆固醇等）胆固醇等）流动流动镶嵌镶嵌模型模型基本骨架：磷脂基本骨架：磷脂 双分子层双分子层 覆盖覆盖
13、镶嵌镶嵌贯穿贯穿小结小结 蛋白质蛋白质巩固练习巩固练习1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子2.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递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（和血型决定有着密切关
14、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3.一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（生物膜层数是（ ）A 5 B 6 C 7 D 8A 5 B 6 C 7 D 84.4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些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（赖于细胞膜的（ ）A A 保护作用保护作用 B B 一定的流动性一定的流动性 C C 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性THE END！
