生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

1、回顧回顧原理：水分子由多原理：水分子由多少擴(kuò)散少擴(kuò)散一、滲透作用一、滲透作用兩個(gè)條件：兩個(gè)條件：1、具有半透膜、具有半透膜 2、半透膜兩側(cè)溶液有濃度差、半透膜兩側(cè)溶液有濃度差二、細(xì)胞的吸水和失水二、細(xì)胞的吸水和失水1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水2.探究植物細(xì)胞的吸水和失水及探究步驟探究植物細(xì)胞的吸水和失水及探究步驟重點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)三、其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸1.1.水分子可以順濃度梯度自由通過(guò)；水分子可以順濃度梯度自由通過(guò)；2.2.細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過(guò)細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過(guò)；3.3.其他的離子、小分子和大分子不能通過(guò)。其他的離子、小分子和大分子不能通過(guò)

2、。結(jié)論：結(jié)論：細(xì)胞膜和其他生物膜都是細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)選擇透過(guò)性膜性膜第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是誰(shuí)是誰(shuí), ,隔開(kāi)了原始海洋的動(dòng)蕩隔開(kāi)了原始海洋的動(dòng)蕩, ,是誰(shuí)是誰(shuí), ,為我日夜守邊防為我日夜守邊防, ,是誰(shuí)是誰(shuí), ,為我傳信報(bào)安康。為我傳信報(bào)安康。沒(méi)有你沒(méi)有你, ,我我一個(gè)小小的細(xì)胞一個(gè)小小的細(xì)胞會(huì)是何等模樣會(huì)是何等模樣? ?丁衛(wèi)萍丁衛(wèi)萍細(xì)胞膜的功能有哪些？問(wèn)題探討塑料袋普通布彈力布其他用結(jié)構(gòu)跟功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？細(xì)胞膜具有：1.分隔2.控制物質(zhì)的進(jìn)出3.信息交流彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？開(kāi)篇：從生理功能入手的科學(xué)研究從生理功能

3、入手的科學(xué)研究從生理功能入手的科學(xué)研究19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性實(shí)驗(yàn)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)胞膜從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能推測(cè)出什么結(jié)論呢？思考與討論思考與討論: :最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質(zhì)組成最初依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識(shí)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出設(shè)想，是一種常見(jiàn)的科學(xué)方法。假說(shuō)還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察來(lái)證實(shí)。提出假說(shuō)20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的成熟的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，化學(xué)分析膜表明：

4、實(shí)驗(yàn)證據(jù)從生理功能入手的科學(xué)探究從生理功能入手的科學(xué)探究膜的主要成分是脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？問(wèn)題：?jiǎn)栴}：繼承篇：?jiǎn)挝荒つＰ偷奶岢鰡挝荒つＰ偷奶岢鰡挝荒つＰ偷奶岢鲂≠Y料磷脂是組成細(xì)胞的主要脂質(zhì)，是一種由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個(gè)親水磷酸“頭”部，和一個(gè)疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？親水“頭部”水水空氣空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”單位膜模型的提出單位膜模型的提出細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們

5、嘗試著大膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測(cè)單位膜模型的提出單位膜模型的提出實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1925年 兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機(jī)溶劑）從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類(lèi)，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層GORTER脂單分子層=2單位膜模型的提出單位膜模型的提出蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？推測(cè)？推測(cè)？40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測(cè)蛋白質(zhì)覆蓋在脂質(zhì)的兩邊假說(shuō)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：?jiǎn)挝荒つＰ偷奶岢鰡挝荒つＰ偷奶岢?959年，羅伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，

6、顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證據(jù)蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型單位膜模型無(wú)法解釋的現(xiàn)象單位膜模型無(wú)法解釋的現(xiàn)象植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象開(kāi)拓篇：新技術(shù)帶來(lái)新模型膜能運(yùn)動(dòng)嗎？如果運(yùn)動(dòng)，膜上的蛋白質(zhì)又該位于什么位置？跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技術(shù)帶來(lái)新模型新技術(shù)帶來(lái)新模型蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)的的科學(xué)家關(guān)于蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上存在的三種方式的概括：l鑲在膜表面l嵌在膜中l(wèi)貫穿膜標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開(kāi)，升溫后暴露斷裂面標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開(kāi)，升溫后暴露斷裂面。新技術(shù)帶來(lái)新模型新技術(shù)帶

7、來(lái)新模型 用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來(lái)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)膜上的蛋白質(zhì)可以運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)新技術(shù)帶來(lái)新模型新技術(shù)帶來(lái)新模型小資料磷脂分子的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性新技術(shù)帶來(lái)新模型新技術(shù)帶來(lái)新模型在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié)流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):3 3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類(lèi)結(jié)合形成

8、糖被。與糖類(lèi)結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱(chēng)性不對(duì)稱(chēng)性。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）注意：注意：思考：?jiǎn)挝荒つＰ团c流動(dòng)鑲嵌模型有何異同？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無(wú)缺呢？20032003年度諾貝年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究細(xì)胞膜的美國(guó)科學(xué)究細(xì)胞膜的美國(guó)科學(xué)家家阿格雷阿格雷和和麥金農(nóng)麥金農(nóng)。以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫖镔|(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。所做的貢獻(xiàn)。 不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型：19世紀(jì)末，歐文頓發(fā)現(xiàn) 物質(zhì)更容易透過(guò)細(xì)胞膜。 。20世

9、紀(jì)初，對(duì)膜的化學(xué)分析結(jié)果指出膜主要由 和 組成。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？ 1925年 荷蘭科學(xué)家測(cè)得膜單分子層恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，提出 . 1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)。 如果膜是靜態(tài)的，細(xì)胞的一些復(fù)雜功能又怎樣解釋呢？ 1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顧：對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程回顧：對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程溶于脂質(zhì)的膜是由脂質(zhì)組成脂質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型小結(jié)：概念圖基本支架具有流動(dòng)性有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運(yùn)動(dòng)生物膜具

10、有結(jié)構(gòu)特性: 磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂部分鑲在磷脂雙分子層表面雙分子層表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中流動(dòng)性流動(dòng)性成分A不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！恭喜你，答恭喜你，答對(duì)了！再接對(duì)了！再接再厲！再厲！知識(shí)闖關(guān)：第一關(guān)知識(shí)闖關(guān)：第一關(guān)人體內(nèi)的白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)，穿出毛細(xì)人體內(nèi)的白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)，穿出毛細(xì)血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過(guò)程血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過(guò)程的完成依靠細(xì)胞膜的的完成依靠細(xì)胞膜的 （ ）選擇透過(guò)性選擇

11、透過(guò)性 保護(hù)作用保護(hù)作用 流動(dòng)性流動(dòng)性擴(kuò)散擴(kuò)散A不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！恭喜你，答恭喜你，答對(duì)了！再接對(duì)了！再接再厲！再厲！知識(shí)闖關(guān)：第二關(guān)知識(shí)闖關(guān)：第二關(guān)使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因是（使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因是（ ）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是親水性的磷脂是親水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是親水性的磷脂既是疏水性的又是親水性的A不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！不要灰心，不要灰心，再來(lái)一次！再來(lái)一次！恭喜

12、你，答恭喜你，答對(duì)了！再接對(duì)了！再接再厲！再厲！知識(shí)闖關(guān)：第三關(guān)知識(shí)闖關(guān)：第三關(guān)細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，與這一特性密切相細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，與這一特性密切相關(guān)的成分是（關(guān)的成分是（ ）磷脂磷脂糖蛋白糖蛋白 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 磷脂、蛋白質(zhì)磷脂、蛋白質(zhì)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素?fù)?jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)榈任镔|(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）A A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B B 細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性C C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂反