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1、胆固醇胆固醇磷脂分子磷脂分子蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白糖蛋白磷磷脂脂双双分分子子层层生物膜的结构生物膜的结构第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容一、对生物膜结构的探索历程 实验：实验：实验：实验：用用用用500500多种物质对植物细胞进行上万多种物质对植物细胞进行上万多种物质对植物细胞进行上万多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验次的通透性实验次的通透性实验次的通透性实验,发现细胞膜对不同物质的通透发现细胞膜对不同物质的通透发现细胞膜对不同物质的通透发现细胞膜对不同物质
2、的通透性是不一样的：性是不一样的：性是不一样的：性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不凡可以溶于脂质的物质，比不凡可以溶于脂质的物质，比不凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。19世纪末世纪末“欧文顿实验欧文顿实验”材料材料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：膜是由脂质组成的。膜是由脂质组成的。实验：实验：实验：实验：采
3、用哺乳动物的红细胞采用哺乳动物的红细胞采用哺乳动物的红细胞采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞经过特殊处理使细胞经过特殊处理使细胞经过特殊处理使细胞发生溶血现象发生溶血现象发生溶血现象发生溶血现象,一些物质溶出一些物质溶出一些物质溶出一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质再将溶出细胞外的物质再将溶出细胞外的物质再将溶出细胞外的物质洗掉洗掉洗掉洗掉,即可得到纯净的细胞膜即可得到纯净的细胞膜即可得到纯净的细胞膜即可得到纯净的细胞膜(又称血影又称血影又称血影又称血影).).时间：时间：20世纪初世纪初进行实验进行实验结论：结论：膜的成分主要是脂质和蛋白质。膜的成分主要是脂质和蛋白质。化学分析化学分析
4、:发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解 也会被蛋白酶分解也会被蛋白酶分解材料材料2时间：时间：时间：时间：19251925年年年年人物：人物：人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家荷兰科学家荷兰科学家GorterGorter和和和和GrendelGrendel实验：实验：实验：实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水水水水 界面上铺成单层分子。界面上铺成单层分子。界面上铺成单层分子。界面上铺成单层分子。现象：现象：现象：现象：发现展开层后的脂质单层面积是
5、红细胞的表面发现展开层后的脂质单层面积是红细胞的表面发现展开层后的脂质单层面积是红细胞的表面发现展开层后的脂质单层面积是红细胞的表面 积的积的积的积的2 2倍倍倍倍提出假说：提出假说：提出假说：提出假说：细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的材料材料3细胞膜的磷脂分子的排列方式细胞膜的磷脂分子的排列方式亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部部是疏水的。是疏水的。磷脂分子结构磷脂分子结构磷脂分子结构磷脂分
6、子结构得出结论得出结论生物膜由生物膜由 蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质 组成组成 时间时间时间时间：19591959年年年年 人物人物人物人物：罗伯特森（罗伯特森（罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）现象现象现象现象：在电镜下看到细胞膜清晰的暗在电镜下看到细胞膜清晰的暗在电镜下看到细胞膜清晰的暗在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮亮亮亮暗的暗的暗的暗的 三层结构三层结构三层结构三层结构。材料材料4单位膜模型单位膜模型单位膜模型单位膜模型罗伯特森认为：罗伯特森认为：罗伯特森认为：罗伯特森认为：所有生物膜都是由蛋白质脂质蛋白质组成的所有生物膜都是由蛋白质脂质蛋白质组
7、成的所有生物膜都是由蛋白质脂质蛋白质组成的所有生物膜都是由蛋白质脂质蛋白质组成的静态的静态的静态的静态的“三夹板三夹板三夹板三夹板”“”“”“”“三明治三明治三明治三明治”式结构式结构式结构式结构蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层请思考：细胞膜是静态的吗？请思考：细胞膜是静态的吗？（举例说明）合作探究合作探究提出假说：细胞膜是动态的、有弹性的提出假说：细胞膜是动态的、有弹性的草履虫草履虫质壁分离质壁分离变形虫变形虫进行实验：进行实验：1970年年 人人鼠鼠 细胞融合实验细胞融合实验融合融合融合融合40404040分钟分钟分钟分钟后荧光均匀后荧光均匀后荧光均
8、匀后荧光均匀诱导诱导诱导诱导融合融合融合融合人细胞人细胞人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞鼠细胞鼠细胞荧光荧光荧光荧光标记标记标记标记40404040分钟后分钟后分钟后分钟后37373737摄氏度摄氏度摄氏度摄氏度作出假设：作出假设：作出假设：作出假设：细胞膜是能够流动的。细胞膜是能够流动的。细胞膜是能够流动的。细胞膜是能够流动的。材料材料5问题问题（1 1）该实验表明什么？）该实验表明什么？）该实验表明什么？）该实验表明什么？结构特点：生物膜具有流动性结构特点：生物膜具有流动性结构特点：生物膜具有流动性结构特点：生物膜具有流动性（2 2）根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些）根据已有的生物知识或
9、生活经验，你能列举哪些）根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些）根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些 证明细胞膜具有流动性的证据。证明细胞膜具有流动性的证据。证明细胞膜具有流动性的证据。证明细胞膜具有流动性的证据。白细胞吞噬细菌的过程；白细胞吞噬细菌的过程；白细胞吞噬细菌的过程；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；变形虫的伪足运动现象；变形虫的伪足运动现象；受精时精子和卵细胞的融合过程；受精时精子和卵细胞的融合过程；受精时精子和卵细胞的融合过程；受精时精子和卵细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程。动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程。动物细胞分裂时细
10、胞膜的缢裂过程。动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程。19721972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容2 2 2 2、构成膜的构成膜的构成膜的构成膜的基本支架基本支架基本支架基本支架。（其中磷脂分子的亲。（其中磷脂分子的亲。（其中磷脂分子的亲。（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3 3 3 3、蛋白质分子有的、蛋白质分子有的、蛋白质分子有的、蛋白质分子有的 在磷脂双分子层表面，有的部在
11、磷脂双分子层表面，有的部在磷脂双分子层表面，有的部在磷脂双分子层表面，有的部分或全部分或全部分或全部分或全部 磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的 整个磷脂整个磷脂整个磷脂整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的双分子层。（体现了膜结构内外的双分子层。（体现了膜结构内外的双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性不对称性不对称性不对称性）二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容1 1 1 1、生物膜主要有、生物膜主要有、生物膜主要有、生物膜主要有 和和和和 组成组成组成组成磷脂磷脂 蛋白质蛋白质磷脂分子磷脂分子 镶在镶在 嵌入嵌入 贯穿贯穿 5
12、 5（1 1）细胞膜外表细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做类结合形成的糖蛋白，叫做 。（糖被与。（糖被与细胞识细胞识别、胞间信息交流别、胞间信息交流等有密切联系）等有密切联系）（2)2)有些多糖与磷脂分子结合形成有些多糖与磷脂分子结合形成 4 4、生物膜的结构特点、生物膜的结构特点：（磷脂分子和大多磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）数蛋白质分子都是运动的）生物膜的功能特点生物膜的功能特点：流动性流动性 糖被糖被 糖脂糖脂选择透过性选择透过性 总结：总结：生物膜的流动镶嵌模型探究历程生物膜的流动镶嵌模型探究历程18951895年年膜
13、是由脂质膜是由脂质组成的组成的2020世纪初世纪初膜的主要成分膜的主要成分是脂质和是脂质和蛋白质蛋白质19251925年年细胞膜中的细胞膜中的脂质分子一定脂质分子一定为连续的两层为连续的两层19591959年年“三明治三明治”结构模型结构模型19721972年年流动镶嵌流动镶嵌模型模型19701970年年细胞膜具有细胞膜具有一定的流动性一定的流动性基本支架具有流动性有的横跨整有的横跨整个磷脂双分个磷脂双分子层子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:磷脂双分子磷脂双分子蛋白质分子蛋白质分子部分镶在部分镶在磷脂双分磷脂双分子层表面子层表面部分或全部部分或全部嵌入磷脂双嵌入磷脂双分子层中分子层中
14、流动性流动性成分流动镶嵌模型基本内容小结：流动镶嵌模型基本内容小结：概念图概念图1.据研究发现，胆固醇、脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、脂肪酸、维生素D等脂溶等脂溶性物质较容易优先通过细胞膜性物质较容易优先通过细胞膜，这是因为这是因为()()A.A.细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性 D.D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 C.C.细胞膜的结构是磷脂双分子层为基本支架细胞膜的结构是磷脂双分子层为基本支架B.B.细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜c课堂检测课堂检测 2.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体的某变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体的某些白细胞
15、能吞噬病菌，这些生理活动说明细胞膜些白细胞能吞噬病菌，这些生理活动说明细胞膜具有下列哪一特点具有下列哪一特点()()A A选择透过性选择透过性 B B一定的流动性一定的流动性 C C保护作用保护作用 D D信息交流信息交流B3.3.下列关于细胞膜的说法中，不正确的是下列关于细胞膜的说法中，不正确的是()A.A.具有流动性和选择透过性具有流动性和选择透过性 B.B.蛋白质均匀分布于磷脂双分子层上蛋白质均匀分布于磷脂双分子层上 C.C.脂类小分子易于自由扩散通过脂类小分子易于自由扩散通过 D.D.磷脂双分子层内外表面都亲水磷脂双分子层内外表面都亲水B4.4.一分子一分子OO2 2从叶肉细胞的叶绿体基质中扩散出来，进入一相从叶肉细胞的叶绿体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的线粒体基质内，共穿越过的生物膜层数和磷脂分子层邻细胞的线粒体基质内，共穿越过的生物膜层数和磷脂分子层数分别是数分别是 ()()A 4 A 4、8 B 58 B 5、1212 C 6 C 6、12 D 612 D 6、1414叶绿体线粒体C C