第四章第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型馮教學(xué)用

1、嘗試從生活中去嘗試從生活中去體體驗(yàn)驗(yàn)從生理功能入手的科學(xué)研究從生理功能入手的科學(xué)研究資料一：資料一：不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞膜提出假說：膜是由脂質(zhì)組成膜是由脂質(zhì)組成時(shí)間：時(shí)間：18951895年年人物：歐文頓（人物：歐文頓（E.OvertonE.Overton）實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：用用500500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞膜膜的的通透性通透性進(jìn)行了上進(jìn)行了上萬次的實(shí)驗(yàn)。萬次的實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 脂溶性的物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜脂溶性的物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜資料二：資料二： 2020世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物世紀(jì)初，科學(xué)家第一次

2、將膜從哺乳動(dòng)物的的成熟的紅細(xì)胞成熟的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解。會(huì)被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會(huì)被蛋白酶分解?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：從生理功能入手的科學(xué)研究從生理功能入手的科學(xué)研究膜的主要成分是脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)思考：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是如何組成細(xì)胞膜的？細(xì)胞膜被溶解單位膜模型的提出單位膜模型的提出 19251925年年 兩位兩位荷蘭荷蘭的科學(xué)家的科學(xué)家Gorterorter 和和 GrendelGrendel對(duì)血影的研究，對(duì)血影的研究，用用丙酮丙酮（一種有機(jī)溶劑）從人（一種有機(jī)溶劑）從人成熟的成熟的紅細(xì)胞紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在

3、水面上展成單中提取脂質(zhì)，在水面上展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的細(xì)胞表面積的兩倍兩倍。現(xiàn)象現(xiàn)象：假說：假說：GORTER脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層兩層資料三：資料三：單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩兩倍倍親水端親水端疏水端疏水端磷脂磷脂分分子子單位膜模型的提出單位膜模型的提出水水空氣空氣活動(dòng)一：磷脂分子鋪展在空氣活動(dòng)一：磷脂分子鋪展在空氣- -水界面上會(huì)怎樣？水界面上會(huì)怎樣？單位膜模型的提出單位膜模型的提出活動(dòng)二：磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布活動(dòng)二：磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布細(xì)胞膜細(xì)胞膜猜想

4、：猜想： 蛋白質(zhì)分子該如何在磷脂雙分子層中排布？蛋白質(zhì)分子該如何在磷脂雙分子層中排布？單位膜模型的提出單位膜模型的提出資料四：資料四： 1959年，羅伯特森用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，顯示暗暗- -亮亮- -暗暗三層結(jié)構(gòu)。單位膜模型的提出單位膜模型的提出兩層暗層兩層暗層一層明層一層明層提出假說提出假說 羅伯特森，大膽的提出了羅伯特森，大膽的提出了所有的生物膜都由所有的生物膜都由蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三明治三明治結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)均勻均勻的的分布在外面分布在外面，他把生物膜描述為，他把生物膜描述為靜態(tài)靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。構(gòu)。這段文字能夠得出什么結(jié)論？這段文字

5、能夠得出什么結(jié)論？觀點(diǎn)：觀點(diǎn)：1 1、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)均勻均勻地分布在磷脂雙分子層的表面地分布在磷脂雙分子層的表面 2 2、靜態(tài)靜態(tài)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)生物膜的生物膜的靜態(tài)靜態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)無法解釋的現(xiàn)象無法解釋的現(xiàn)象時(shí)間：時(shí)間：19701970年年弗雷弗雷FryeFrye和埃迪登和埃迪登EdidinEdidin 實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜的膜蛋白膜蛋白用不同用不同熒光標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，融合細(xì)胞熒光標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，融合細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。的一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光均勻分布。放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光均勻分布。資料五：資料

6、五：新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型證明證明：膜上的：膜上的蛋白質(zhì)具有蛋白質(zhì)具有流流動(dòng)性動(dòng)性 用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對(duì)象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記熒光標(biāo)記技術(shù)磷脂分子的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性細(xì)胞膜具有流動(dòng)性新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型資料資料6 6： 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，年代，冰凍蝕刻技術(shù)誕生冰凍蝕刻技術(shù)誕生, ,冰凍蝕刻電子顯微法冰凍蝕刻電子顯微法, ,標(biāo)本標(biāo)本用干冰用干冰等等冰凍冰凍, ,后后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲嵌、覆蓋、貫穿鑲嵌、覆蓋、貫穿在在磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在

7、膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱不對(duì)稱的的對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程單分子層的面積恰為紅細(xì)胞單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的表面積的2倍倍提出提出 小結(jié)小結(jié)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層19721972年，桑格和尼克森年，桑格和尼克森的的流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型：1 1、生物膜的主要成分是什么？、生物膜的主要成分是什么？2 2、生物膜的基本骨、生物膜的基本骨架是什么？架是什么？3 3、蛋白質(zhì)的分布狀態(tài)是什么？、蛋白質(zhì)的分布狀態(tài)是什么？4 4、生物、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺

8、？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺？糖蛋白質(zhì)糖蛋白質(zhì)脂蛋白質(zhì)脂蛋白質(zhì)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖知識(shí)結(jié)構(gòu)圖細(xì)細(xì) 胞胞 膜膜磷脂分子磷脂分子蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖類糖類基本支架三種位置磷脂雙分子層磷脂雙分子層鑲在表面鑲在表面嵌入內(nèi)部嵌入內(nèi)部貫穿其中貫穿其中可以運(yùn)動(dòng)大多數(shù)能運(yùn)動(dòng)有流動(dòng)性有流動(dòng)性功能特點(diǎn)選擇透過性選擇透過性糖蛋白糖蛋白功能潤滑、保護(hù)、免疫、識(shí)別、血型決定等潤滑、保護(hù)、免疫、識(shí)別、血型決定等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)成 分1 1、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜的（完成依賴于細(xì)胞膜的（ ）A A 、保護(hù)作用、保護(hù)作用 B B、一定的流動(dòng)性、一定的流動(dòng)性C C 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流 2、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、信息傳遞有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（ ） A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D核酸3 3、下列關(guān)于細(xì)胞膜的說法中，不正確的是（、下列關(guān)于細(xì)胞膜的說法中，不正確的是（ ） A A具有流動(dòng)性和選擇透過性具有流動(dòng)性和選擇透過性 B B蛋白質(zhì)均勻分布于磷脂雙分子層上蛋白質(zhì)均勻分布于磷脂雙分子層上 C C脂類小分子易于自由擴(kuò)散通過脂類小分子易于自由擴(kuò)散通過 D D磷脂雙分子層內(nèi)外表面都親水磷脂雙分子層內(nèi)外表面都親水BAB1.右圖為細(xì)胞膜的模式圖， 據(jù)圖回答：（1）從化學(xué)成分上看，