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1、必修一生物膜的流动镶嵌模型必修一生物膜的流动镶嵌模型第1页，本讲稿共23页根据细胞膜的特性，分析以下三种材料，哪种更适合做细胞膜：塑料袋、普通布、弹力布对生物膜结构的探索历程 第2页，本讲稿共23页 时间：时间：时间：时间：19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1895189518951895年年年年 人物：人物：人物：人物：欧文顿欧文顿欧文顿欧文顿（E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton）实验：实验：实验：实验：用用用用500500500500多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对
2、植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。思考思考这是通过对实验现这是通过对实验现象的推理分析，还象的推理分析，还是通过膜成分的提是通过膜成分的提取、分离和鉴定？取、分离和鉴定？1 1.对生物膜对生物膜成分成分的探索的探索不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜提出假说：提出假说：提出假说：提出假说：膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的第3页，本讲
3、稿共23页2020世纪初，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中世纪初，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来分离出来,发现细胞膜不但会被发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解脂质的溶剂溶解，溶解，还可以被还可以被蛋白酶蛋白酶分解分解，化学分析膜表明：，化学分析膜表明：膜的主要成分是膜的主要成分是脂质脂质和和蛋白质蛋白质脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？问题问题:对生物膜成分的探索对生物膜成分的探索第4页，本讲稿共23页资资料料磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。疏水尾部水水空气空
4、气2.2.对生物膜对生物膜结构结构的探索的探索亲亲水水头头部部第5页，本讲稿共23页 1925年 荷兰的两位科学家1925年Gorter和Grendel用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。GORTER脂质分子必然排列为连续的两层推测：推测：第6页，本讲稿共23页ABC细胞膜中脂质的细胞膜中脂质的排列方式排列方式第7页，本讲稿共23页资料：资料：罗伯特森的实验罗伯特森的实验电子显微镜是用电子束照射电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散物质发生碰撞而产
5、生不同散射度。因射度。因蛋白质蛋白质电子密度高，电子密度高，故显故显暗带暗带，磷脂磷脂分子电子密分子电子密度低则呈度低则呈亮带亮带。超薄切片技术获得的细胞膜照片超薄切片技术获得的细胞膜照片生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”构成的三构成的三层层静态统一静态统一结构（三明治模型）结构（三明治模型）。3 3.对生物膜对生物膜架构架构的探索的探索单位膜模型单位膜模型假说：假说：第8页，本讲稿共23页三三明明治治模模型型1.蛋白质在膜中分布的对称性蛋白质在膜中分布的对称性2.静态结构静态结构要点：要点：第9页，本讲稿共23页单位膜模型无法解释的现象单位膜模型无法解释的现象白细胞吞噬
6、细菌的过程；白细胞吞噬细菌的过程；变形虫的伪足运动现象；变形虫的伪足运动现象；受精时细胞的融合过程；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；缢裂过程；第10页，本讲稿共23页第11页，本讲稿共23页变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫V第12页，本讲稿共23页 时间：时间：时间：时间：1970197019701970年年年年 人物：人物：人物：人物：Larry FryeLarry FryeLarry FryeLarry Frye等等等等 实验：实验：实验：实验：将人和鼠的细胞膜表面的将人和鼠的细胞膜表面的将人和鼠的细胞膜表面的将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质蛋白
7、质蛋白质蛋白质分子用不同的荧光分子用不同的荧光分子用不同的荧光分子用不同的荧光抗体标记后，让两种抗体标记后，让两种抗体标记后，让两种抗体标记后，让两种细胞融合细胞融合细胞融合细胞融合。4.4.对生物膜对生物膜特性特性的探索的探索第13页，本讲稿共23页 磷脂分子的运动磷脂分子的运动提出假说：提出假说：提出假说：提出假说：细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性第14页，本讲稿共23页标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀断开，升温后暴。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。露断裂面。蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、贯穿贯穿在磷脂双分子层中在磷脂双分
8、子层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的第15页，本讲稿共23页细胞膜流动镶嵌模型支架支架识别，保护润滑识别，保护润滑镶在、嵌入、贯穿镶在、嵌入、贯穿不均匀分布不均匀分布糖脂糖脂1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为多数人所接受。第16页，本讲稿共23页流动镶嵌模型第17页，本讲稿共23页1 1 1 1、生物膜的组成、生物膜的组成、生物膜的组成、生物膜的组成：2 2 2 2、生物膜的基本骨架、生物膜的基本骨架、生物膜的基本骨架、生物膜的基本骨架：3 3、蛋白质分子存在形态、蛋白质分子存在形态：4 4 4
9、 4、生物膜的结构特点和功能特性：、生物膜的结构特点和功能特性：、生物膜的结构特点和功能特性：、生物膜的结构特点和功能特性：主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧（亲水性头部朝向两侧（亲水性头部朝向两侧（亲水性头部朝向两侧水溶液水溶液水溶液水溶液，疏水性尾部朝向内侧）。，疏水性尾部朝向内侧）。，疏水性尾部朝向内侧）。，疏水性尾部朝向内侧）。有镶在表面、嵌入、贯穿三种有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与糖，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。类结合形成糖被。体现了生物膜
10、的不对称性。（糖被与细体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）胞识别、胞间信息交流等有密切联系）一定的流动性一定的流动性一定的流动性一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的），（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的），（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的），（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的），选择透过性选择透过性选择透过性选择透过性。流流动镶动镶嵌模型基本内容的嵌模型基本内容的总结总结:第18页，本讲稿共23页1、概念图小结、概念图小结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结结构构和和功功能能的的相相
11、适适应应第19页，本讲稿共23页2、思考：、思考：流动镶嵌模型与蛋白质流动镶嵌模型与蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型有蛋白质三层结构模型有何异同？何异同？第20页，本讲稿共23页相同点：相同点：组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。不同点：不同点：1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧脂双层的两侧2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的，、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的，而三层结构认为生物膜是静止结构而三层结构认为生物
12、膜是静止结构第21页，本讲稿共23页1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（）A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜B细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成C细胞膜的分子结构具有流动性细胞膜的分子结构具有流动性D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动2人人体体某某些些白白细细胞胞能能进进行行变变形形运运动动、穿穿出出小小血血管管壁壁，吞吞噬噬侵侵入入人人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）。）。A选择透过性选择透过性B保护作用保护作用C流动性流动性
13、D自由扩散自由扩散3一一位位细细胞胞学学家家发发现现，当当温温度度升升高高到到一一定定程程度度时时，细细胞胞膜膜的的面面积积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（）。）。A结构特点具有流动性结构特点具有流动性B选择透过性选择透过性C专一性专一性D具有运输物质的功能具有运输物质的功能ACA3、课堂练习、课堂练习:第22页，本讲稿共23页4在在人人和和鼠鼠的的细细胞胞融融合合实实验验中中，用用两两种种荧荧光光物物分分别别标标记记两两种种抗抗体体，使使之之分分别别结结合合到到鼠鼠和和人人的的细细胞胞膜膜表表面面抗抗原原物物质质上上（如如下下图图）。实实验验结结果
14、果表表明明，细细胞胞开开始始融融合合时时，人人、鼠鼠细细胞胞的的表表面面抗抗原原“泾泾渭渭分分明明”，各各自自只只分分布布于于各各自自的的细细胞胞表表面面；但但在在融融合合之之后后，两两种种抗抗原原就就平平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的_分子是可以分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有运动的，由此也证明了细胞膜具有_的特点。的特点。（2）在在细细胞胞融融合合实实验验中中，一一种种抗抗体体只只能能与与相相应应的的抗抗原原结结合合，说说明了这类物质在分子结构上具有明了这类物质在分子结构上具有_性。性。蛋白质蛋白质流动性流动性特异特异/专一专一第23页，本讲稿共23页