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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用哪种材料做细胞膜适合？用哪种材料做细胞膜适合？-结构与功能相适应结构与功能相适应细胞膜具有：细胞膜具有：1.1.将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开2.2.控制物质进出控制物质进出3.3.伸缩性伸缩性问题探讨塑料袋塑料袋普通布普通布弹力布弹力布其他其他科幻之旅 如果有“时光机器”，将此刻的你送回19世纪，你会从哪几个方面去研究细胞膜的结构?细胞膜的组成成分是什么呢？细胞膜的组成成分是什么呢？一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程: :不溶于脂质的物质不溶于脂质
2、的物质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溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜时间：时间：1919世纪末（世纪末（18951895年）年）实验：欧文顿实验：欧文顿(E.Overton)(E.Overton)多次实验发现细胞膜对不同物质的多次实验发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂通透性是不一样的：凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。质的物质更容易通过细胞膜。作出假说：作出假说：膜是由脂质组成膜是由脂质组成时间：时间：2020世纪初世纪初实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离实验：科学家将膜从
3、哺乳动物的红细胞中分离出来，然后进行化学分析。出来，然后进行化学分析。结论：结论：膜的主要成分是膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 细胞膜的化学成分主要是脂质细胞膜的化学成分主要是脂质和蛋白质，此外，还有少量糖类。和蛋白质，此外，还有少量糖类。脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？时间：时间：19251925年年实验：两位荷兰科学家用实验：两位荷兰科学家用丙酮丙酮从人的红细胞膜中提从人的红细胞膜中提取脂质，在取脂质，在空气水空气水界面上铺展成单分子层，测得界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2 2倍。倍。 实验
4、结论：实验结论： 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层！细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层！尾部尾部疏水疏水头部头部亲水亲水磷脂分子磷脂分子小资料小资料小资料小资料想一想：想一想：尝试构建磷脂分子在尝试构建磷脂分子在空空气气水水界面界面中中的模型的模型亲水亲水“头部头部”疏疏水水“尾尾部部”水水空气空气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水水环境境水环境尝试构建磷脂分子尝试构建磷脂分子在在细胞膜细胞膜中的排布模型中的排布模型 蛋白质位于脂双分子层的什么位置蛋白质位于脂双分子层的什么位置呢？呢？19591959年，罗伯特森利用年，罗伯特森利用电镜电镜，看到细胞膜呈，看到细胞膜呈暗暗
5、亮亮暗暗的三层结构。的三层结构。提出假说：提出假说：生物膜是由生物膜是由“蛋蛋白质白质脂质脂质蛋白质蛋白质”的三的三层结构构成的层结构构成的静态统一静态统一结构结构“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白蛋白质质”三明治三明治模型模型细胞膜是静态刚性结构还是动态弹性结构细胞膜是静态刚性结构还是动态弹性结构? ?(白细胞吞噬病毒的过程)白细胞吞噬病菌白细胞吞噬病菌变形虫的变形运动变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫蛋白质蛋白质镶在、嵌入、贯穿镶在、嵌入、贯穿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镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿嵌入嵌入诱导融合人细胞人细胞鼠
6、细胞鼠细胞荧光染料标记蛋白质40min370C实验结论:细胞膜具有流动性融合细胞融合细胞据已有知识，列举细胞膜具有流动性的实例据已有知识，列举细胞膜具有流动性的实例1972年，桑格和尼克森提出了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1、结构、结构二、流动镶嵌模型基本内容二、流动镶嵌模型基本内容生物膜的结构模型示意图生物膜的结构模型示意图磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白糖蛋白2、结构特性、结构特性-一定流动性一定流动性原因：磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动原因：磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动3、功能特性、功能特性-选择透过性
7、选择透过性4、不对称性、不对称性生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？皮特皮特阿格雷阿格雷罗德里克罗德里克麦金农麦金农2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜上年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜上蛋白质的美国科学家蛋白质的美国科学家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
8、种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂练习2 2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白、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赖于细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（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3 3、一分子、一分子CO2CO2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，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，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 84 4、如图是细胞膜的亚显微结构模式图，、如图是细胞膜的亚显微结构模式图，表表示构成细胞膜的物质，下列有关说法错误的是（示构成细胞膜的物质，下列有关说法错误的是（ ） A.A.细胞之间的相互识别与细胞之间的相互识别与有关有关B.B.表示蛋白质分子表示蛋白质分子C.C.分子大都是可以运动的分子大都是可以运动的D.D.细胞膜的功能特性与细胞膜的功能特性与分子无关分子无关2013-12-10
