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1、LOGO第第第第4 4章章章章 细胞的物质输入与输出细胞的物质输入与输出细胞的物质输入与输出细胞的物质输入与输出第2节 生物膜的流动镶嵌模型3.1细胞膜系统的边界对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程1、19世纪末，美国科学家欧文顿用多种化学物质世纪末，美国科学家欧文顿用多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验，发现凡是溶于脂对植物细胞的通透性进行实验，发现凡是溶于脂质的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂质的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂质的物质不易透过细胞膜。质的物质不易透过细胞膜。不溶于脂质的不溶于脂质的分子分子溶于脂质的分子溶于脂质的分子推测推测细胞膜由脂质物质组成细胞膜
2、由脂质物质组成提出假说提出假说相似相溶原理相似相溶原理溶质与溶剂在结构上相似溶质与溶剂在结构上相似 彼此互溶彼此互溶 实验观察实验观察2.2.2.2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分取、分取、分取、分 离和鉴定吗？离和鉴定吗？离和鉴定吗？离和鉴定吗？当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现3.3.3.3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定那为
3、什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定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？呢？呢？呢？有必要，通过鉴定能更准确有必要，通过鉴定能更准确有必要，通过鉴定能更准确有必要，通过鉴定能更准确地说明问题地说明问题地说明问题地说明问题1.1.1.1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理的推理的推理的推理 分析还是通过膜成分的提取和鉴定？分析还是通过膜成分的提取和鉴定？分析还是通过膜成分的提取和鉴定？分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生
4、理功能上入手，通过对现象的推理分析的从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程2、20世纪初，第一次将膜从世纪初，第一次将膜从哺乳动物的红细胞哺乳动物的红细胞中中分离出来。化学鉴定与分析表明，膜的主要成分分离出来。化学鉴定与分析表明，膜的主要成分是是脂质脂质和和蛋白质蛋白质。实验验证实验验证磷脂分子在水磷脂分子在水空气界面中以及水溶液中的排布方式？空气界面中以及水溶液中的排布方式？对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程亲水头
5、部亲水头部疏水尾部疏水尾部磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部部是疏水的。是疏水的。 单层磷脂分子在空气单层磷脂分子在空气水界面上是水界面上是如何排布的呢？如何排布的呢？磷脂分子磷脂分子胆碱磷酸甘油烃基链对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程 单层磷脂分子在空气单层磷脂分子在空气水界面上是水界面上是如何排布的呢？如何排布的呢？水水空气空气A水水空气空气B水水空气空气C水水空气空气D对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程3 3、 2020世纪初，荷兰科学家戈特和格伦德尔从
6、细胞膜世纪初，荷兰科学家戈特和格伦德尔从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现单层分子的面积中提取脂质，铺成单层分子，发现单层分子的面积是是细胞膜的细胞膜的2 2倍。倍。结论：结论：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层。 双层磷脂分子是如何排布构成生物双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？膜结构的呢？对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程 双层磷脂分子是如何排布构成生物双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？膜结构的呢？ABC磷脂双分子层构成了膜的基本骨架磷脂双分子层构成了膜的基本骨架对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程v4、20世纪世纪50
7、年代，电子显微镜诞生。年代，电子显微镜诞生。1959，罗伯特森在电镜下看到细胞，罗伯特森在电镜下看到细胞膜的暗膜的暗亮亮暗三层结构，提出生物暗三层结构，提出生物膜是由膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的的三层结构构成的三层结构构成的静态统一结构静态统一结构。流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容变形虫（单细胞）的运动变形虫（单细胞）的运动对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程v4、20世纪世纪50年代，电子显微镜诞生。年代，电子显微镜诞生。1959，罗伯特森在电镜下看到细胞，罗伯特森在电镜下看到细胞膜的暗膜的暗亮亮暗三层结构，提出
8、生物暗三层结构，提出生物膜是由膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的的三层结构构成的三层结构构成的静态统一结构静态统一结构。不足之处：不足之处：将细胞膜描述为将细胞膜描述为静态的统一结构。静态的统一结构。对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程5、1970年，年，LarryFrye等人将人和鼠的细胞膜用等人将人和鼠的细胞膜用不同荧光染料标记不同荧光染料标记膜蛋白膜蛋白，然后融合，杂种细胞，然后融合，杂种细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段时间后两种荧光均匀分布。时间后两种荧光均匀分布。结论：细胞膜具有结论：细胞膜具有流动性流动性。对
9、生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程6、1972年，桑格和尼克森提出了年，桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型。蛋白质分子有的蛋白质分子有的蛋白质分子有的蛋白质分子有的镶嵌镶嵌镶嵌镶嵌在磷脂双分子层在磷脂双分子层在磷脂双分子层在磷脂双分子层表面表面表面表面，有的，有的，有的，有的嵌嵌嵌嵌入入入入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的贯穿贯穿贯穿贯穿整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。生物膜流动镶嵌模型的基本内容生物膜流动镶嵌模型的基本内容一、化学成分一、化学成分二、立体结构二、立体
10、结构三、结构特点三、结构特点一、化学成分：一、化学成分：主要是脂质、蛋白质，少量糖类主要是脂质、蛋白质，少量糖类1、组成生物膜的脂质中、组成生物膜的脂质中，磷脂含量最多。，磷脂含量最多。动物细胞的细动物细胞的细胞膜胞膜上还有少量上还有少量胆固醇胆固醇。2、组成生物膜的蛋白质的数量和种类比较多，它在生物膜、组成生物膜的蛋白质的数量和种类比较多，它在生物膜行使功能时起重要作用。行使功能时起重要作用。功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量就越多和数量就越多。3、糖蛋白糖蛋白糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂糖脂糖脂只存在于只存在于细胞膜外表细胞膜外表，由细胞膜上的蛋白质与，由细胞膜上的
11、蛋白质与糖类结合形成，也叫做糖类结合形成，也叫做糖被糖被。作用：保护和润。作用：保护和润滑滑;细胞膜表面的细胞膜表面的识别识别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一、化学成分一、化学成分二、立体结构二、立体结构三、结构特点三、结构特点流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容二、立体结构：二、立体结构：（1）基本骨架：）基本骨架：磷脂双分子层磷脂双分子层（2）蛋白质分子）蛋白质分子镶镶在表面、在表面、嵌入嵌入或或贯穿贯穿其中其中（3）细胞膜细胞膜的的外外表面有糖蛋白和糖脂表面有糖蛋白和糖脂流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容一、化学
12、成分一、化学成分二、立体结构二、立体结构三、结构特点三、结构特点三、结构特点：三、结构特点：流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容1、具有一定的、具有一定的流动性流动性（1）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。）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）（其分子的运动有多种形式）（2）大多数的蛋白质分子也是可以运动的。）大多数的蛋白质分子也是可以运动的。2、内外不对称性、内外不对称性（1）磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同）磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同（2）糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面）糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面一、化学成分：一、化学成分：主要是脂质、蛋白
13、质，少量糖类主要是脂质、蛋白质，少量糖类二、立体结构：二、立体结构：（1）基本骨架：）基本骨架：磷脂双分子层磷脂双分子层（2）蛋白质分子）蛋白质分子镶镶在表面、在表面、嵌入嵌入或或贯穿贯穿其中其中（3）细胞膜细胞膜的的外外表面有糖蛋白和糖脂表面有糖蛋白和糖脂三、结构特点：三、结构特点：1、具有一定的、具有一定的流动性流动性2、内外不对称性、内外不对称性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细胞膜的功能细胞膜的功能v1 1、将细胞与外界坏境分隔开、将细胞与外界坏境分隔开膜出现后产生了原膜出现后产生了原始细胞，成为始细胞，成为相对独立相对独立的的系
14、统，保障了系统，保障了细胞内细胞内部环境的相对稳定部环境的相对稳定小分子无机物小分子无机物小分子有机物小分子有机物大分子有机物大分子有机物多分子体系（微球体）多分子体系（微球体）原始生命原始生命细胞膜的功能细胞膜的功能v2 2、控制物质进出细胞、控制物质进出细胞载体蛋白载体蛋白功能功能越复杂的细胞膜，越复杂的细胞膜，蛋白质蛋白质的种类和数量越多的种类和数量越多。细胞膜的功能细胞膜的功能v3 3、进行细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流雌蕊识别花粉，卵子识别精子进行受精雌蕊识别花粉，卵子识别精子进行受精 免疫系统白细胞识别入侵细菌免疫系统白细胞识别入侵细菌细胞膜的功能细胞膜的功能v3 3、进行
15、细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流植物细胞通过胞间连丝交流信息植物细胞通过胞间连丝交流信息 1、细胞膜的结构特点是、细胞膜的结构特点是 ( ) ：A. 构成细胞膜的磷脂分子可以运动构成细胞膜的磷脂分子可以运动B.构成细胞膜的蛋白质分子可以运构成细胞膜的蛋白质分子可以运C.构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的D.D. 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动的的练习题练习题2、一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散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基质内，共出来，
16、进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的穿过的磷脂分子层磷脂分子层层数是（层数是（ ）A 6 B 8 C 10 D 12A 6 B 8 C 10 D 123、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4、据研究发现，据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素胆固醇、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
17、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分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架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5 5、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（1 1）A A代表代表_分子；分子；B B代表代表_；D D代表代表_。（2 2）动物细胞吸水膨胀时）动物细胞吸水膨胀时B B的厚度变小，这说明的厚度变小，这说明B B具有具有 _蛋白质蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层多糖多糖一定流动性一定流动性拓展训练拓展训练1 1、科研上鉴别死细胞和活细胞，常用、科研上鉴别死细胞
18、和活细胞，常用“染色排除法染色排除法”。你。你能解释其原理吗？能解释其原理吗？2 2、将紫色水萝卜的根切成的小块放入清水中，、将紫色水萝卜的根切成的小块放入清水中， 清水的颜色清水的颜色没有明显的变化，若把紫色水萝卜的根没有明显的变化，若把紫色水萝卜的根 切成的小块放入切成的小块放入沸水中，水变成红色，其原因是沸水中，水变成红色，其原因是: : A A沸水破坏细胞壁的结构沸水破坏细胞壁的结构 B B水温升高，色素溶解度增大水温升高，色素溶解度增大 C C沸水破坏了细胞膜和液泡膜，使其丧失控制物质进沸水破坏了细胞膜和液泡膜，使其丧失控制物质进出的功能出的功能 D D沸水使反应加快沸水使反应加快3 3、下列关于细胞膜的功能不正确的是：、下列关于细胞膜的功能不正确的是： A A、维持细胞内部环境的相对稳定、维持细胞内部环境的相对稳定 B B、防止有用的物质流失、防止有用的物质流失 C C、实现细胞间的信息交流、实现细胞间的信息交流 D D、绝对避免有害物质进入细胞、绝对避免有害物质进入细胞核心提示核心提示细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类1磷脂双分子层构成膜的基本支架磷脂双分子层构成膜的基本支架2细胞膜的外表面有糖蛋白和糖脂细胞膜的外表面有糖蛋白和糖脂3生物膜的结构特点是具有一定的流动性生物膜的结构特点是具有一定的流动性4LOGO
