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1、生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型科学家建立生物模型的过程科学家建立生物模型的过程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本节聚焦：本节聚焦：生物组 王黎黎一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程资料一资料一时间时间: :人物人物: :实验实验: :提出假说提出假说: :1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿（E.OvertonE.Overton）用用500500多种物质对植物细胞进行上万次的多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现通透性实验，发现脂溶性物质脂溶性物质更易通过膜。更易通过膜。膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的资料二资料二时间时间: :人物人物:
2、:实验实验: :分析结果分析结果: :2020世纪初世纪初科学家科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并进行了化学分析。出来，并进行了化学分析。膜的主要成分是脂质和蛋白质。膜的主要成分是脂质和蛋白质。资料三资料三磷脂分子时间时间: :人物人物: :实验实验: :提出假说提出假说: :19251925年年荷兰科学家荷兰科学家GorterGorter和和GrendelGrendel从细胞膜中提取脂质，在空气从细胞膜中提取脂质，在空气水界面上水界面上铺成单层分子，发现面积是细胞膜的铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2 2倍倍细胞膜中的磷脂是连续的双层。细胞膜中
3、的磷脂是连续的双层。亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部磷脂是一种由磷脂是一种由甘甘油油、磷酸磷酸和和脂肪脂肪酸酸所组成的分子。所组成的分子。磷酸磷酸头部是亲水头部是亲水的的，脂肪酸，脂肪酸尾部尾部是疏水的是疏水的。难点运用：利用磷脂分子的结构特点和所处环境，画难点运用：利用磷脂分子的结构特点和所处环境，画出磷脂分子在出磷脂分子在下列三种情况下列三种情况中的排列方式。中的排列方式。亲水端亲水端疏水端疏水端平铺于水面上平铺于水面上磷脂分子置于水中磷脂分子置于水中两个水槽两个水槽“隔板隔板”的孔隙的孔隙水水水水水 资料四资料四时间时间: :人物人物: :实验实验: :提出假说提出假说: :195919
4、59年年罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质的三层结构构成。的三层结构构成。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”的三层结构构成的的三层结构构成的静态静态统一结构。统一结构。资料五资料五时间时间: :人物人物: :实验实验: :提出假说提出假说: :19701970年年Larry FryeLarry Frye等等将人和鼠的细胞膜上的蛋白质用不同的将人和鼠的细胞膜上的蛋白质用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合。杂荧光染料标记后，让两种细胞融合。杂交细胞的一半发红色荧光
5、、另一半发绿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色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。抗体均匀分布。细胞膜具有流动性。细胞膜具有流动性。时间时间：人物人物：提出假说提出假说：资料六资料六19721972年年桑格和尼克森桑格和尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容细胞骨架：位于细胞膜内面细胞骨架：位于细胞膜内面糖蛋白：位于细胞膜外面糖蛋白：位于细胞膜外面通道蛋白通道蛋白（一）（一）流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容：的基本内容：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、蛋白质分子有的、
6、蛋白质分子有的镶镶在磷脂双分子层表面，在磷脂双分子层表面，有的部分或全部有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的横横跨跨整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的（体现了膜结构内外的不对称性不对称性）3 3、磷脂分子是可以运动的，大多数的蛋白质、磷脂分子是可以运动的，大多数的蛋白质分子也是可以运动的，体现了膜的分子也是可以运动的，体现了膜的流动性流动性。4 4、在细胞、在细胞膜外表面膜外表面，有一层由细胞膜上的蛋，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的白质与糖类结合形成的糖蛋白糖蛋白，叫做，叫做糖被糖被。（糖被与（糖被与细胞识别细胞识别、胞间信息交流胞间信
7、息交流等有密切等有密切联系）联系）（二）结构特点：（二）结构特点：1、含义：、含义：2、表现：、表现：白细胞能变形吞噬病菌， 变形虫能变形摄食，反映了细胞膜的结构特点( )。习题：具有一定的流动性具有一定的流动性具有一定的流动性具有一定的流动性构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止的，而是可以运动的。大都不是静止的，而是可以运动的。变形虫的变形运动，细胞融合等。变形虫的变形运动，细胞融合等。（三）功能特点：（三）功能特点：1、含义：、含义：2、原因：、原因：习题：透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液透析膜，它能把
8、病人血液中的代谢废物透析掉，透析膜，它能把病人血液中的代谢废物透析掉，这是模拟了生物膜的这是模拟了生物膜的( )选择透过性选择透过性水分子可以自由通过磷脂双分子层，水分子可以自由通过磷脂双分子层，细胞需要的离子和小分子也可以自由细胞需要的离子和小分子也可以自由通过，而其它离子、小分子和大分子通过，而其它离子、小分子和大分子则不能通过。则不能通过。与细胞膜上载体蛋白的专一性有关。与细胞膜上载体蛋白的专一性有关。选择透过性选择透过性一、对生物膜结构的探索历程1919世纪末世纪末, ,欧文顿欧文顿的实验和推论：的实验和推论： 膜是由膜是由 组成的；组成的；2020世纪初世纪初, ,科学家的化学分析结
9、果，科学家的化学分析结果， 指出膜主要由指出膜主要由 和和 组成；组成；19251925年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜的脂质，年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜的脂质， 细胞膜中的脂质分子细胞膜中的脂质分子 ； 19591959年年, ,罗伯特森提出的罗伯特森提出的“三明治三明治”结构模型：结构模型： 生物膜都由生物膜都由 三层结构；三层结构；19701970年年, ,荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验， 指出细胞膜具有指出细胞膜具有 ；19721972年年, ,桑格桑格和和 提出了提出了 。 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
10、流动性流动性尼克森尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型排列为连续的两层排列为连续的两层练习1、对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是（） A、水 B、糖类 C、蛋白质 D、磷脂2、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指( ) A、整个细胞膜具有流动性、整个细胞膜具有流动性 B、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性 C、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性 D、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性3、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维、据研究发现，胆固醇、
11、小分子脂肪酸、维生素生素D等物质能优先通过细胞膜，这是因为（等物质能优先通过细胞膜，这是因为（ ）A、细胞膜以磷脂双分子层为支架、细胞膜以磷脂双分子层为支架B、细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白、细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白C、细胞膜外有一层糖蛋白、细胞膜外有一层糖蛋白D、磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动、磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动A A4、异体器官移植手术往往很难成功，最大的、异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是（基础是（ ）A
12、、细胞膜具有选择透过性、细胞膜具有选择透过性B、细胞膜具有一定的流动性、细胞膜具有一定的流动性C、细胞膜外有一层糖蛋白、细胞膜外有一层糖蛋白D、细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成、细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成C C5、紫色萝卜块根细胞的液泡中含有呈紫红色、紫色萝卜块根细胞的液泡中含有呈紫红色的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的花青素。将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的颜色无明显变化。若进行加温，随着水温的增高，水的颜色逐渐变红。其原因是（的增高，水的颜色逐渐变红。其原因是（ ）A、细胞壁在加温中遭到破坏、细胞壁在加温中遭到破坏B、水温增高，花青素的溶解度
13、增大、水温增高，花青素的溶解度增大C、加温使细胞壁失去了选择透过性、加温使细胞壁失去了选择透过性D、加温使原生质层失去了选择透过性、加温使原生质层失去了选择透过性D D6、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，能、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，能够反映该特点的实例有（够反映该特点的实例有（ ）白细胞吞噬病菌白细胞吞噬病菌 蛋白质不能被吸收蛋白质不能被吸收 变形虫的变形运动变形虫的变形运动 水分子能自由进出细胞水分子能自由进出细胞细胞融合细胞融合 A、 B、 C、 D、B B7、能够反映生物膜具有选择透过性功能特点的、能够反映生物膜具有选择透过性功能特点的实例有（实例有（ ）白细胞吞噬病菌白细胞吞噬病菌 细胞膜外细胞膜外K+浓度低于膜内浓度低于膜内变形虫的变形运动变形虫的变形运动 唾液腺细胞分泌唾液淀唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶粉酶 海带细胞内的海带细胞内的I- 浓度远高于海水中的浓度远高于海水中的I- 浓度浓度 A、 B、 C、 D、 D D细胞外液存在于细胞壁中人细胞杂交细胞红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验示意图
