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1、4-24-2 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时间：时间：18951895年年人物：人物：欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验：实验：E.OvertonE.Overton的推测：的推测：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细胞膜细胞膜膜中含膜中含脂脂质。质。1 1、对生物膜、对生物膜组分组分的探索的探索脂质脂质资料资料1 1细胞膜的通透性实验细胞膜的通透性实验B B：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试画出磷脂分子在试画出磷脂分子在水水空
2、气界面中空气界面中的排布方式？的排布方式？A A：磷脂是一种由甘油、脂：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子肪酸和磷酸所组成的分子 ，磷酸磷酸“头头”部是部是亲水亲水的，的，脂肪酸脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。资料资料2 2：磷脂分子结构磷脂分子结构磷脂分子磷脂分子空气空气 水水 时间：时间：19251925年年 人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel 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，在空气水水 界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积界面上铺展成单分子层，测得单分子层
3、的面积 恰为红细胞表面积的恰为红细胞表面积的2 2倍倍。资料资料3 3：E.Gorter 和和 F.Grendel 对血影的研究对血影的研究细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！结论：结论：资料资料4 4 科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂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，也会被质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶(能专一地分解蛋白质能专一地分解蛋白质的物质的物质)分解。分解。得出结论：得出结论：推测膜中可能还含有蛋白质等推测膜中可能还含有蛋白质等2 2、对生物膜、对生物膜组分组分的探索的探索蛋白质蛋白质资料资料5 5：电子显微镜
4、是用电电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因生不同散射度。因蛋白质蛋白质电电子密度高，故显子密度高，故显暗带暗带，磷脂磷脂分子电子密度低则呈分子电子密度低则呈亮带亮带。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 19591959年，罗伯特森（年，罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）的）的“单位单位膜膜”模型模型认为：生物膜是认为：生物膜是由由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白蛋白质质”构成构成的的三层三层静态统一静态统一结构。结构。3 3、对生物膜、对生物膜模型架构模型架
5、构的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式方式 资料资料7 7细胞膜具有流动性（细胞膜具有流动性（蛋白质蛋白质）荧光标记的荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验小鼠细胞和人细胞融合实验示意图示意图时间：时间：19701970年年人物：人物：弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登(Frye(Frye 和和 EdidinEdidin)实验：实验：结论：结论：人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞细胞细胞融合融合杂交细胞杂交细胞3740min红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白时间：时间：19721972年年人物：人物：桑格和尼克森（桑格和尼克森（S.J.
6、Singer&G.Nicolson S.J.Singer&G.Nicolson）假说：假说：流动镶嵌模型流动镶嵌模型资料资料8 8生物膜结构模型示意图生物膜结构模型示意图1 1、基本、基本支架支架磷脂双分子层磷脂双分子层2 2、蛋白质蛋白质分子分子镶镶、嵌入嵌入、横跨横跨（体现膜结构内外的（体现膜结构内外的不对称性不对称性和和流动性流动性）二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容3 3、结构特点：、结构特点：流动性流动性功能特点：功能特点：选择透过性选择透过性（磷脂与蛋白质都有流动性）（磷脂与蛋白质都有流动性）概念图小结概念图小结生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成
7、结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质静态结构静态结构荧光标记人、鼠细胞融合实验荧光标记人、鼠细胞融合实验新的观察和实验证据的基础新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。
8、膜含膜含脂质脂质膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质连续的两层连续的两层膜具膜具流动流动性性流动镶嵌流动镶嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿列表总结：列表总结：生物膜结构的探究历程生物膜结构的探究历程1 1、细胞膜的细胞膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型与与蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模型的最大的三层结构模型的最大的不同不同是是A A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的
9、流动性课内反馈课内反馈D D、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性胞膜具有透过性C C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性B B、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性胞膜具有一定的流动性2 2、下列物质中最容易通过细胞膜进入细下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白质、蛋白质 C C、甘油、甘油 D D、无机盐离子、无机盐离子2 2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细
10、胞膜的生理过程的完成依赖于细胞膜的 A A、保护作用、保护作用 B B、一定的流动性一定的流动性C C、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流 冰冻蚀刻冰冻蚀刻(冰冻断裂冰冻断裂)。标本用干冰等。标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀断开，真空中升温后暴露断裂面。后用冷刀断开，真空中升温后暴露断裂面。资料资料6 6蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中。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根根 据据 现现 象象和和 已已 有有 知知识识 提提 出出 假假说说 或或 模模 型型用用观观察察和和实实验验对对假假说说或或模模型型进进行行检检验验、修修
11、正正和和补补充充 实实践践检检验验建模的基本方法建模的基本方法 问题问题2 2：在生物膜模型的建立和完善过程中，在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示你受到哪些启示?1 1、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺的呢？细胞膜上除了含有磷脂和蛋无缺的呢？细胞膜上除了含有磷脂和蛋白质分子外，还有其它物质吗？请你课白质分子外，还有其它物质吗？请你课后搜索这方面的信息。后搜索这方面的信息。课后探究课后探究2 2、制作细胞膜模型有没有更好的设计、制作细胞膜模型有没有更好的设计方法和更合适的实验材料。希望你课方法和更合适的实验材料。希望你课后能尝试一下。后能尝试一下。问
12、题问题2 2：在生物膜模型的建立和完善过程中，在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示你受到哪些启示?问题问题1 1：请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什么是什么?生物膜在结构上有什么样的特点生物膜在结构上有什么样的特点?小组讨论：小组讨论：尿毒症患者正在接受血液透析尿毒症患者正在接受血液透析血血透透工工作作原原理理空气空气 水水 冰冻蚀刻冰冻蚀刻(冰冻断裂冰冻断裂)。标本用干冰等。标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀断开，真空中升温后暴露断裂面。后用冷刀断开，真空中升温后暴露断裂面。资料资料6 6蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在在磷脂双分子层中磷脂双分子
13、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1 1、基本、基本支架支架磷脂双分子层磷脂双分子层2 2、蛋白质蛋白质分子分子镶镶、嵌入嵌入、横跨横跨（体现膜结构内外的（体现膜结构内外的不对称性不对称性和和流动性流动性）二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容3 3、结构特点：、结构特点：流动性流动性功能特点：功能特点：选择透过性选择透过性（磷脂与蛋白质都有流动性）（磷脂与蛋白质都有流动性）时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层
14、分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质静态结构静态结构荧光标记人、鼠细胞融合实验荧光标记人、鼠细胞融合实验新的观察和实验证据的基础新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。膜含膜含脂质脂质膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质连续的两层连续的两层膜具膜具流动流动性性流动镶嵌流动镶嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿列表总结：列表总结：生物膜结构的探究历程生物膜结构的探究历程概念图小结概念图小结生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子