流動(dòng)鑲嵌模型(課件)

長(zhǎng)城海關(guān)（打一細(xì)胞結(jié)構(gòu)名稱(chēng)）外交部猜一猜將細(xì)胞與外界環(huán)境分開(kāi)限制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞間的信息溝通細(xì)胞膜細(xì)胞膜由哪些成分組成的呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程時(shí)間：1895年人物：歐文頓（E.Overton）試驗(yàn)：E.Overton的推想：●●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。1、對(duì)生物膜組分的探索——脂質(zhì)資料1細(xì)胞膜的通透性試驗(yàn)提出假說(shuō)膜的成分的初步闡明，最初是先依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象提出假說(shuō)，而不是通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)象干脆證明的。假說(shuō)的提出要有試驗(yàn)和視察的依據(jù)，同時(shí)還須要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?。假說(shuō)須要通過(guò)視察和試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。試驗(yàn)和視察、推理和想像→提出假說(shuō)視察和試驗(yàn)（驗(yàn)證和完善假說(shuō)）→科學(xué)方法活動(dòng)主題一：利用上述學(xué)問(wèn)，推理和想象，提出很多磷脂分子在空氣和水界面上單分子排布的假說(shuō)，并用畫(huà)圖來(lái)表達(dá)。磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。資料2：朗繆爾(ILangmuir) 磷脂分子結(jié)構(gòu)磷脂分子水磷脂分子在空氣—水界面上鋪展成單分子層空氣磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。資料2：朗繆爾(ILangmuir) 磷脂分子結(jié)構(gòu)磷脂分子膜外（水）膜內(nèi)(水）膜外（水）膜內(nèi)(水）

依據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)結(jié)合人體組織細(xì)胞內(nèi)、外環(huán)境,大膽猜想并構(gòu)建細(xì)胞膜中磷脂分子的排列模型?；顒?dòng)主題二：水水猜想的模型是：設(shè)計(jì)試驗(yàn)以證明假說(shuō)提出假說(shuō)：磷脂分子排列為雙分子層

時(shí)間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家E.Gorter和F.Grendel試驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(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為紅細(xì)胞表面積的2倍。資料3：E.Gorter和F.Grendel對(duì)血影的探討細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必定排列為連續(xù)的兩層！結(jié)論：資料4科學(xué)家在試驗(yàn)中發(fā)覺(jué)：細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶(能專(zhuān)一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì))分解。依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象,你對(duì)膜化學(xué)成分在種類(lèi)上相識(shí)是否還有新的結(jié)論?問(wèn)題探討：得出結(jié)論：推測(cè)膜中可能還含有蛋白質(zhì)等2、對(duì)生物膜組分的探索——蛋白質(zhì)20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中分別出來(lái)，應(yīng)用化學(xué)手段分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多紅細(xì)胞的細(xì)胞膜

脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？資料5：電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片1959年，羅伯特森（J.D.Robertsen）的“單位膜”模型認(rèn)為：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。3、對(duì)生物膜模型架構(gòu)的探究——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式靜態(tài)的“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)模式圖這種模型特點(diǎn)：①蛋白質(zhì)分子都覆蓋在磷脂雙分子層的兩側(cè)②構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都是靜止不動(dòng)的

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?現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)設(shè)問(wèn)：靜態(tài)模型能不能圓滿說(shuō)明下面現(xiàn)象？

資料7熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗(yàn)示意圖時(shí)間：1970年人物：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)試驗(yàn)：人細(xì)胞小鼠細(xì)胞細(xì)胞融合雜交細(xì)胞37℃40min紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白用熒光染料標(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)試驗(yàn)證明：分子可以流淌。表明：細(xì)胞膜具有

。蛋白質(zhì)流淌性

資料6

活動(dòng)主題三：利用以上材料，提出蛋白質(zhì)在脂質(zhì)雙分子層中的排布假說(shuō)，并用畫(huà)圖來(lái)表達(dá)。冰凍蝕刻電鏡技術(shù)(標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開(kāi)，升溫后暴露斷裂面)證明，磷脂雙分子層中分布有蛋白質(zhì)顆粒.科學(xué)家發(fā)覺(jué)膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面,有的蛋白質(zhì)是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中.部分嵌入的蛋白質(zhì)貫穿的蛋白質(zhì)鑲在表面的蛋白質(zhì)全部嵌入的蛋白質(zhì)時(shí)間：1972年人物：桑格和尼克森（S.J.Singer&G.Nicolson）假說(shuō)：流淌鑲嵌模型資料8生物膜結(jié)構(gòu)模型示意圖二、流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容:1、生物膜的組成：2、生物膜的基本支架：3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）有鑲在表面、嵌入、貫穿三種,體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱(chēng)性。二、流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容:3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類(lèi)結(jié)合形成糖被。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間信息溝通等有親密聯(lián)系，在消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白還有疼惜和潤(rùn)滑作用。）細(xì)胞膜表面還有糖類(lèi)和脂質(zhì)分子結(jié)合成的糖脂二、流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容:4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：確定的流淌性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的）生物膜流淌鑲嵌模型是不是完備無(wú)缺的？資料9：

Wallach于1975年提出晶格鑲嵌模型；Jain和White于1977年提出板塊鑲嵌模型等。迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達(dá)幾十種之多。資料10：2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名探討膜蛋白的美國(guó)科學(xué)家，這是自1991年來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的探討成果。皮特·阿格雷羅德里克·麥金農(nóng)1、科學(xué)家探究生物膜結(jié)構(gòu)模型的過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)的科學(xué)方法是什么？試驗(yàn)和視察、推理和想像→提出假說(shuō)視察和試驗(yàn)（進(jìn)一步修正假說(shuō)）→→不斷發(fā)展、完善小組探討：在生物膜模型的建立和完善過(guò)程中，你受到哪些啟示?3、在建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)是如何得到體現(xiàn)的？2、在建立生物膜模型的探究過(guò)程中，試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用?試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、相識(shí)，再實(shí)踐、再相識(shí)；使人類(lèi)一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。概念圖小結(jié)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)探究歷程確定③④②確定的流淌性選擇透過(guò)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子①總結(jié)：生物膜的流淌鑲嵌模型探究歷程1895年膜是由脂質(zhì)組成的20世紀(jì)初膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子確定為連續(xù)的兩層1959年“三明治”結(jié)構(gòu)模型1972年流淌鑲嵌模型1970年細(xì)胞膜具有確定的流淌性

課堂反饋試驗(yàn)表明，脂質(zhì)或脂溶性物質(zhì)比較簡(jiǎn)潔通過(guò)細(xì)胞膜，而其他物質(zhì)要透過(guò)細(xì)胞膜則比較困難，緣由是什么？細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層。

細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)等有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是

。糖蛋白晉江市養(yǎng)正中學(xué)晉江市養(yǎng)正中學(xué)

細(xì)胞外的物質(zhì)不能隨意進(jìn)入細(xì)胞，但有機(jī)磷農(nóng)藥照舊可以快速進(jìn)入細(xì)胞使人中毒，其緣由是什么？有機(jī)磷農(nóng)藥是脂溶性物質(zhì)，簡(jiǎn)潔通過(guò)細(xì)胞膜。課堂反饋晉江市養(yǎng)正中學(xué)上述現(xiàn)象說(shuō)明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)具有

性。確定的流淌