生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

第二節(jié)

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是誰(shuí),隔開了原始海洋的動(dòng)蕩,是誰(shuí),為我日夜守邊防,是誰(shuí),為我傳信報(bào)安康。沒有你,我——一個(gè)小小的細(xì)胞會(huì)是何等模樣?科幻之旅

如果有“時(shí)光機(jī)器”，將此刻的你送回19世紀(jì)，你會(huì)從哪幾個(gè)方面去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)?問題1細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程:資料1.歐文頓的實(shí)驗(yàn)時(shí)間：19世紀(jì)末（1895年）實(shí)驗(yàn)：歐文頓(E.Overton)用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。提出假說(shuō)：●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜膜是由脂質(zhì)組成的時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，然后進(jìn)行化學(xué)分析。資料2.其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)化學(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？問題2時(shí)間：1925年

實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，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好為紅細(xì)胞表面積的兩倍。得出結(jié)論：

細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層資料3.荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)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。磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸的“尾”部是疏水的。親水“頭部”疏水“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。推測(cè)細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測(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？連續(xù)兩層排列

蛋白質(zhì)位于脂雙分子層的什么位置呢？問題3資料4.羅伯特森的實(shí)驗(yàn)和模型1959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—明—暗的三層結(jié)構(gòu)。提出靜止模型的觀點(diǎn)“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治模型蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)

靜態(tài)“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能呢?質(zhì)疑變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)變形蟲在吞噬草履蟲蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的冰凍蝕刻電子顯微法鑲嵌入橫跨新技術(shù)帶來(lái)新模型：資料5.人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)(熒光標(biāo)記法)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)記技術(shù)膜上的蛋白具有流動(dòng)性37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？

1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動(dòng)鑲嵌模型，為大多數(shù)人所接受。流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）2、蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性）鑲嵌入橫跨3、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性—膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性）5、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）糖蛋白想象空間發(fā)揮空間想象力，想象一個(gè)近似球型的細(xì)胞，其細(xì)胞膜的磷脂雙分子層的三維立體結(jié)構(gòu)！概念圖生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程決定流動(dòng)性選擇透過(guò)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子1．下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（）

A．細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜

B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成

C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性

D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng)

2．人體某些白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)、穿出小血管壁，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（）。

A．選擇透過(guò)性B．保護(hù)作用C．流動(dòng)性D．自由擴(kuò)散3．一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的面積增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞膜的（）。

A．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動(dòng)性B．選擇透過(guò)性

C．專一性

D．具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能

課堂練習(xí):4、下列物質(zhì)中最容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的是A、葡萄糖B、蛋白質(zhì)C、甘油D、無(wú)機(jī)鹽離子