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1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型,人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对细胞膜进行上万次的通 透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。,资料卡片1：E.Overton 及其实验相关图片,E.Overton的推测：,细胞膜中含脂质。,时间：1925年 人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel 实验：,资料卡片2：E.Gorter和F.Grendel的研究,细胞膜中的磷脂是双层分布的,结论：,从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。,磷脂是一种由甘油，脂肪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,思考：磷脂分子在空
2、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？,思考一下：细胞膜内外两侧都有水溶液，双层磷脂分子如何排列？,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,资料卡片3：,科学家在实验中发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会
3、被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。,问题探讨：根据实验现象,你对细胞膜的化学成分是否还有新的推测?,推测：,膜中可能还含有蛋白质等。,科学家对哺乳动物红细胞细胞膜进行化学分析,红细胞的细胞膜,确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。,时间：,实验：,发现：,20世纪初,资料卡片4：,电子显微镜用电子束照射被检样品。由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。由于蛋白质电子密度高所以显暗带，磷脂分子则电子密度低呈亮带。,资料卡片5：,超薄切片技术获得的细胞膜照片,罗伯特森提出生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”构成的三层静态统一结构。,三明治结构,电镜冰冻蚀刻(冰冻断裂)将标本冰冻,然后用冷刀断开
4、，升温后暴露断裂面。,资料卡片6：,蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是不对称的,时间：1970年 人物：弗雷和埃迪登(Frye 和 Edidin) 实验：,资料卡片7：,膜蛋白可以运动,结论：,时间：1972年 人物：桑格和尼克森 （S. J. Singer & G. Nicolson ）,资料卡片8：,假说：流动镶嵌模型,1.磷脂双分子层组成生物膜的基本支架； （磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。）,一、基本内容,2.蛋白质有的镶在磷脂双分子层的表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称
5、性）,3.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜具有一定的流动性（结构特点）,侧向扩散,旋转,摆动,翻转,旋转异构,伸缩震荡,4.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被有保护和润滑作用、与细胞识别、胞间信息交流、免疫反应、细胞癌变等有密切联系）。,蛋白质分子,镶在 表层,贯穿,嵌插,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,二、特点 (1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层和镶嵌蛋白构成的。 (2)流动性：膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可做多种形式的移动。膜整体结
6、构也具有流动性。流动性具有重要生理意义，物质运输、细胞融合等均与之相关。 (3)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。,三、细胞膜流动性和选择透过性的结构基础和代谢实例,四、流动性和选择透过性的关系 (1)区别：流动性是细胞膜的结构特性，选择透过性是细胞膜的功能特性。 (2)联系：流动性是选择透过性的基础，因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，细胞膜失去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。,1膜的基本支架磷脂双分子层(磷脂分子是可以运动的，具有流动性)。 2蛋白质分子有的镶在表面、有的嵌入、有的横跨在磷脂双分子层(体现了膜结构内外的不对称性和流动
7、性)。 3膜在结构特性上具有流动性，功能特性上表现出选择透过性。,特别提醒,生物膜,结构特点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,决定,题型1 生物膜模型的建立过程,例1、提出生物膜流动镶嵌模型时间和科学家分别是() A1959年，罗伯特森 B1972年，桑格和尼克森 C19世纪，施旺和施莱登 D19世纪，欧文顿 名师点睛：注意牢记生物膜探索过程时间、人物、结论。,典例解析,3,解析：欧文顿提出膜是由脂质组成的，罗伯特森提出单位膜模型，施莱登和施旺提出细胞学说，桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型。 答案：B,变 式 训 练,1下列关于生物膜结
8、构探索历程的说法中，不正确的是() A最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 D三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的,解析：三层结构模型认为生物膜结构是：蛋白质脂质蛋白质；认为蛋白质是均匀的、固定的。 答案：D,题型2 流动镶嵌模型的基本内容,例2 生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是() 以磷脂双分子层为基本骨架蛋白质脂质蛋白质的三层结构静止的流动 A B C D 名师点睛：解题时注意细胞膜的结构特点：镶嵌性；流动性；不对称性；蛋白质极性。,解析：生物
9、膜的流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成了膜的基本支架；磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性；大多数蛋白质也是可以运动的。 答案：C,变 式 训 练,2.将红色荧光染料标记的小鼠细胞与绿色荧光染料标记的人细胞融合后，放到0的恒温箱中培育40 min。其结果和说明的问题是() A两种荧光点均匀分布，细胞膜具有一定的流动性 B两种荧光点均匀分布，细胞膜流动性不受环境影响 C两种荧光点不均匀分布，细胞膜具有选择透过性 D两种荧光点不均匀分布，细胞膜流动性受温度影响 答案：D,题型3 生物膜结构与功能相适应,例3 食物中的大分子物质，只有经消化后才能被小肠上皮细胞吸收的原因是() A小肠中有各种消化酶
10、 B消化后的物质才溶于水 C细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成 D细胞膜是选择透过性膜 名师点睛：细胞膜的结构特点是流动性，细胞膜的功能特性是选择透过性。,解析：大分子物质是不能进入细胞的，因为细胞的细胞膜具有选择透过性，小分子、离子等细胞所需要的物质可进入细胞，大分子的物质、有害物质、细菌、病毒等不能进入细胞。 答案：D,3人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此不能得到的结论是(),变 式 训 练,A温度增加到15以上，细胞膜流动性增强 B该实验证明膜蛋白能够运动 C温度对膜蛋白的运动有影响 D图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 答案：D,