4.2 生物膜的流动镶嵌模型

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1、第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型教学目标：①通过简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容，能够举例说明生物膜的结构特点是具有一定的流动性。②通过分析科学家建立生物膜模型的过程，能够阐述科学发展的一般规律。【思考】用结构和功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适合体现细胞膜的功能？为什么？弹力布弹力布【思考】作为细胞膜要满足哪些条件？①能作为细胞这一系统的边界；②能让一部分物质透过；③具有一定的弹性。1.19世纪末，欧文顿（E.Overton）发现：不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜【思考】欧文顿的

2、实验发现了什么？一、对生物膜结构的探索历程膜是由脂质组成的2.20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并且发现细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。【思考】从资料2中我们可以知道细胞膜的主要成分是什么？脂质和蛋白质3.1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。【推论】细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！【思考】通过实验现象可以得到怎样的推论？亲水头部疏水尾部磷脂是一种由甘油，脂肪

3、酸和磷酸所组成分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。磷脂分子结构水思考：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？细胞膜内外两侧都有水溶液，所以细胞膜双层磷脂分子应该这样排列！！！2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现1.最初认识到生物膜

4、是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。讨论4.1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-亮-暗三层结构。（蛋白质电子密度高显暗带，磷脂分子则电子密度低呈亮带）蛋白质蛋白质脂质单位膜模型【思考】“三明治”结构模型有什么不足？1.把生物膜描述为静态的统一结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。2.细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬病菌等这些现象无法解释。5.1970年荧

5、光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验绿色荧光染料标记的膜蛋白红色荧光染料标记的膜蛋白小鼠细胞细胞融合40min37℃杂交细胞人细胞细胞膜具有流动性体现细胞膜流动性的实例还有分泌蛋白的分泌、植物细胞的质壁分离与复原、变形虫的变形等等。【思考】实验结果说明了什么？6.1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。流动镶嵌模型1.生物膜的基本支架——亲水性头部朝向外侧，疏水性尾部朝向内侧。磷脂分子二、流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分

6、子层2.蛋白质分子存在形态——3.生物膜的结构特点——具有一定的流动性外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被，体现了生物膜的不对称性。（糖被与保护润滑和细胞识别、信息交流等有密切联系）（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。【警示】具有一定的流动性是细胞膜的结构特点；选择透过性是细胞膜的功能特点。磷脂双分子层蛋白质分子镶在表层贯穿嵌插糖被膜外侧磷脂双分子层------构成细胞膜的基本骨架蛋白质分子------镶在表层

7、或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中结构特点：具有一定的流动性【例1】科学家将细胞膜中的磷脂成分提取出来，并将它在“空气－水”界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积相当于原细胞膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是（）A．单层排列B．均匀稀疏排列C．双层排列D．均匀紧密排列C【例2】如图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质，下列有关说法错误的是（）A.细胞之间的相互识别与①有关B.②表示蛋白质分子C.②③分子大都是可以运动的D.细胞膜的功能特性与③分子无关D基本支架具

8、有流动性有的横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有的结构特点:磷脂双分子层蛋白质分子部分镶在磷脂双分子层表面部分或全部嵌入磷脂双分子层中流动性成分成分1.生物膜的“蛋白质－脂质－蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象()A．细胞膜是细胞的边界B．溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜C．变形虫做变形运动D．细胞膜中磷脂分子呈双层排列在膜中C2.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（）A.5B.6C.7D.83.细胞