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1、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高中生物新课程标准必修1（分子与细胞）模型建立：模型建立： 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的或定量的，有的是抽象的或具体的；模型的形式：模型的形式：物理模型：物理模型：如真核细胞的三维结构模型、细胞膜结构模型数学模型：数学模型：如细菌在适宜条件下种群数量与繁殖代数（t）关系N=N02t概念模型（概念图）概念模型（概念图）生物模型：生物模型：如糖尿病小鼠 细胞膜的组成成分及比例，细胞膜的组成成分及比例，各种成分在细胞膜中的分布情况各种成分在细胞膜中的分布情况活动一、对生物膜成分的探索活
2、动一、对生物膜成分的探索活动二、对生物膜结构的探索活动二、对生物膜结构的探索v细胞膜的成分： 脂质（约脂质（约50%50%）磷脂磷脂蛋白质（约蛋白质（约40%40%）糖类（糖类（2%2%10%10%） 科学家通过实验研究发现，细胞科学家通过实验研究发现，细胞膜的组成成分：膜的组成成分： 时间：时间：时间：时间：19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1899189918991899年年年年 人物：人物：人物：人物：欧文顿（欧文顿（欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton） 实验：实验：实验：实验：用用用用500500500500多种物质对植物细
3、胞进行上万次的通多种物质对植物细胞进行上万次的通多种物质对植物细胞进行上万次的通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。透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。 提出假说：提出假说：提出假说：提出假说：膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的资料一资料一 时间时间时间时间：1925192519251925年年年年 人物人物人物人物：荷兰科学家：荷兰科学家：荷兰科学家：荷兰科学家GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelG
4、rendel 实验实验实验实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的发现面积是细胞膜的发现面积是细胞膜的发现面积是细胞膜的2 2倍倍倍倍 提出假说提出假说提出假说提出假说：资料二资料二细胞膜中的脂质呈双层排列细胞膜中的脂质呈双层排列 思考：思考：膜中脂质铺成单层的面积真是膜中脂质铺成单层的面积真是细胞膜面积的细胞膜面积的2倍吗？倍吗？亲水头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磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子。的分子。水水空气界面空气界面水环
5、境水环境水环境水环境 在水在水-空气界面处，磷脂分子空气界面处，磷脂分子只能亲水性头部能够接触水！只能亲水性头部能够接触水！ 细胞内外均是水环境！细胞内外均是水环境！磷磷脂脂分分子子活动二、对生物膜结构的探索活动二、对生物膜结构的探索 时间时间时间时间：1959195919591959年年年年 人物人物人物人物：罗伯特森（：罗伯特森（：罗伯特森（：罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.Robertsen） 实验实验实验实验：在电镜下看到细胞膜由：在电镜下看到细胞膜由：在电镜下看到细胞膜由：在电镜下看到细胞膜由“ “暗暗暗暗亮亮亮亮暗暗暗
6、暗” ”的三的三的三的三层结构构成层结构构成层结构构成层结构构成 提出假说提出假说提出假说提出假说：资料三资料三思考思考“ “三明治三明治三明治三明治” ”结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？ “ “三明治三明治三明治三明治” ”静态结构模型不能正确解释不能正确静态结构模型不能正确解释不能正确静态结构模型不能正确解释不能正确静态结构模型不能正确解释不能正确解释细胞生长、变形、载体在物质运输的作用等解释细胞生长、变形、载体在物质运输的作用等解释细胞生长、变形、载体在物质运输的作用等解释细胞生长、变形、载体在物质运输的作用等现象。现象。现象。现象。 生物
7、膜是由生物膜是由生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的三层的三层的三层的三层结构构成的静态统一结构结构构成的静态统一结构结构构成的静态统一结构结构构成的静态统一结构 时间时间：19701970年年 人物人物：Larry FryeLarry Frye等等 实验实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，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 提出假说提出假说：资料四资料四细胞膜上
8、蛋白质可以运动，细胞膜上蛋白质可以运动，细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性时间：时间：1972年年人物：桑格和人物：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 糖蛋白糖蛋白细胞膜上的糖细胞膜上的糖 分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成糖蛋白糖蛋白。 细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被糖被。 糖被：糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切递等密切对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末，
9、欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；组成的；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由要由_和和 组成；组成；1959年年罗罗伯伯特特森森提提出出的的“三三明明治治”结结构构模模型型：所所有有生生物物膜膜都都由由 三三层层结结构；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，桑格和尼克森提出了年，桑格和尼克森提出了 。 脂质脂质脂质脂质蛋白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镶嵌模型流动镶嵌模型小结小结活动三、流动镶嵌模型的基本内容活动三、流动镶嵌模型的基
10、本内容动动手：动动手： 绘细胞膜结构简图并标出各组成成分的绘细胞膜结构简图并标出各组成成分的名称名称 细胞膜的结构特点：细胞膜的结构特点：细胞膜只有一定的流动性细胞膜只有一定的流动性?流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容磷脂分子：磷脂双分子层构成生物膜的磷脂分子：磷脂双分子层构成生物膜的 基本支架。基本支架。蛋白质分子：部分或全部嵌入磷脂双分子蛋白质分子：部分或全部嵌入磷脂双分子层中或横跨磷脂双分子层。层中或横跨磷脂双分子层。组成生物膜的磷脂和蛋白质分子大多可以运组成生物膜的磷脂和蛋白质分子大多可以运动动多糖：在细胞膜外表，与蛋白质结合形成糖多糖：在细胞膜外表，与蛋白质结合形成糖蛋白，叫做糖被。蛋白，叫做糖被。细胞膜的结构特点：细胞膜的结构特点：细胞膜只有一定的流动性细胞膜只有一定的流动性细胞膜的功能特性：细胞膜的功能特性：细胞膜只有选择透过性细胞膜只有选择透过性
