第2节生物膜的流动镶嵌模型教学

1、分析以下三种材料，分析以下三种材料，哪种更适合做细胞膜：哪种更适合做细胞膜：塑料袋、塑料袋、 普通布、普通布、 弹力布弹力布1.根据结构与功能相适应的观点分析,以上哪种更适于体现细胞膜的功能?2.你还能想出更好的材料做细胞膜吗?对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程1流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容2一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程二二 20世纪初，膜成分实验世纪初，膜成分实验三三 1925年，膜面积实验年，膜面积实验四四 1959年，膜结构实验年，膜结构实验五五 1970年，膜融合实验年，膜融合实验一一 19世纪末，膜透性实验世纪末，膜透性实验六六 19

2、72年，流动镶嵌模型年，流动镶嵌模型 19世纪末，世纪末，欧文顿欧文顿用用500多种化学物质对植物多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：细胞细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。膜对不同物质的通透性不同。假说：假说：膜是由脂质膜是由脂质( (磷脂磷脂) )组成的组成的聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程时光机之一：时光机之一：19世纪末，膜透性实验世纪末，膜透性实验 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细红细胞胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的

3、脂质的物质物质溶解，也会被溶解，也会被蛋白酶蛋白酶分解。分解。说明：说明：膜的主要成分：膜的主要成分：脂质脂质( (磷脂磷脂) )、蛋白质蛋白质时光机之二时光机之二 20世纪初，膜成分实验世纪初，膜成分实验聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程脂质分子与蛋白质在膜中如何排列尾部尾部头部头部疏水疏水亲水亲水磷脂分子的结构磷脂分子的结构 磷脂是一种由胆碱，磷酸，甘油和脂肪酸所组成的分子磷脂是一种由胆碱，磷酸，甘油和脂肪酸所组成的分子.想一想，磷脂分子在空气想一想，磷脂分子在空气- -水界面上会怎么样水界面上会怎么样铺展？铺展？磷脂分子排列为单分子层磷脂分子排列为单分子层磷脂分

4、子在细胞膜上的排列是不是也是单层的呢？细胞膜的两侧都有水环境存在，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？推推测测脂质脂质测得单分子层的面积恰为红细胞表面积测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的的2 2倍。倍。膜中脂质分子排列为膜中脂质分子排列为连续两层连续两层结论结论：时光机之三时光机之三 1925年，膜面积实验年，膜面积实验聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程猜想猜想蛋白质的排布方式怎样呢？磷脂双分子层磷脂双分子层初步构建生物膜的结构模型初步构建生物膜的结构模型聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程时光机之四时光机之四 1959年，膜结构实验年，膜

5、结构实验罗伯特森的模型：罗伯特森的模型：1.1.膜由蛋白质和脂质构成膜由蛋白质和脂质构成2.2.呈蛋白质呈蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构蛋白质三层结构3.3.静态的统一结构静态的统一结构聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程 思考思考 根据结构和功能相适应的观点： “三明治”结构模型有什么不足？（举例）草履虫草履虫质壁分离质壁分离变形虫变形虫运用新技术手段发现：蛋白质在膜上的分布分三大运用新技术手段发现：蛋白质在膜上的分布分三大类：镶、嵌、贯穿在脂质双分子层中。类：镶、嵌、贯穿在脂质双分子层中。新技术带来新模型新技术带来新模型三种方式的概括：三种方式的概括：1 镶镶在膜表面

6、在膜表面2 嵌嵌在膜中在膜中3 贯穿贯穿膜膜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人人- -鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验新技术带来新模型新技术带来新模型时光机之五时光机之五 1970年，膜融合实验年，膜融合实验聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记荧光标记技术诱导融合40分钟后人细胞鼠细胞荧光标记 蛋白质人人鼠细胞融合实验及相关的其他实验鼠细胞融合实验及相关的其他实验证明：细胞膜具有一定的证明：细胞膜具有一定的流动性流动性 磷脂分子的运动磷脂分子的运动 时间：时间：1972197

7、2年年 桑格和尼克森提出了新的生物膜模型桑格和尼克森提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型，为多，为多数人所接受。数人所接受。时光机之六时光机之六 1972年，流动镶嵌模型年，流动镶嵌模型聚焦一：聚焦一：对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程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看到膜呈电镜下看到膜呈“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三层静态结构三层

8、静态结构人、鼠细胞融合实验。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。膜是由膜是由脂质组成的脂质组成的膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质脂质双分子层脂质双分子层结构结构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主要成分：主要成分：基本支架：基本支架：蛋白质分

9、布：蛋白质分布：结构特点：结构特点：5:功能特点：功能特点：选择透过性选择透过性脂质（磷脂）脂质（磷脂） 蛋白质蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层具有一定的流动性具有一定的流动性聚焦二:生物膜的流动镶嵌模型镶、嵌、贯穿于磷脂双分子层镶、嵌、贯穿于磷脂双分子层细胞膜中的糖类如何存在？有何功能？细胞膜中的糖类如何存在？有何功能？ 糖蛋白（糖被）：糖蛋白（糖被）： 多糖与蛋白质结合。多糖与蛋白质结合。 保护、润滑、识别（信息交流）。保护、润滑、识别（信息交流）。聚焦二:生物膜的流动镶嵌模型胞外胞外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组成成分组成成分结构探究历程结构探究历程决

10、定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性脂质分子（磷脂脂质分子（磷脂双分子层）双分子层）蛋白质分子蛋白质分子1 1、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、无机盐离子课堂反馈课堂反馈 3、某一植物细胞线粒体基质中有一CO2 分子，扩散到相邻细胞的叶绿体基质，共通过了 层磷脂分子。12（2112） 24、细胞膜上与