第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型

第1节细胞膜与细胞壁本节聚焦

1、细胞膜的分子组成

2、细胞膜的结构模型

3、细胞膜的功能

4、细胞壁的组成成分与功能第三章细胞的结构科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？动动脑筋细胞作为一个完整的系统，它有边界

请从下面细胞中选出符合研究细胞膜的细胞，并说明理由哺乳动物成熟的红细胞高等动物细胞高等植物细胞细菌哈哈！我知道了：动物细胞没有细胞壁，因此选择动物细胞！科学家用哺乳动物红细胞作为制备细胞膜的材料的原因是哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器！等渗状态正常形态的红细胞吸水后胀破的红细胞实验原理：哺乳动物成熟的红细胞吸水胀破思考讨论：如何从混合液中分离出纯度较高的细胞膜？细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用差速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。重温科学家对细胞膜组成的探索历程细胞膜的主要成分脂质（磷脂最丰富）大约占50%蛋白质大约占40%糖类大约占2%—10%

时间：19世纪末1895年

人物：欧文顿（E.Overton）

实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验，发现凡是溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。资料一不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜提出假说：

膜是由脂质组成的

时间：1925年

人物：荷兰科学家Gorter和Grendel

实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺成单层分子，测得单分子层面积是红细胞表面积的2倍.

提出假说：资料二细胞膜中的脂质分子必然为连续的两层！铺成单分子层后亲水头部疏水尾部磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层空气单位膜模型的提出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？你从以上实验中能得出什么结论？动动脑筋

科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。细胞膜的组成成分中还含有蛋白质资料三蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？

时间：1959年

人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）

实验：在电子显微镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成

提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构模型.资料四这种“三明治”结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾，无法解释变形虫的变形运动和细胞的生长等生命活动。思考蛋白质蛋白质脂质单位膜模型有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？

时间：1970年

人物：LarryFrye等

实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布

提出假说：细胞膜具有流动性资料五实例还有那些？蛋白质分子时间：1972年人物：桑格和尼克森提出：流动镶嵌模型

磷脂双分子层二、流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容：成分:基本支架:蛋白质排布方式:结构特点:功能特点:蛋白质脂质少量多糖磷脂双分子层蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）具有一定的流动性(磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的)选择透过性多糖：糖被（仅外侧）识别、保护、润滑二.细胞膜的功能

1.将细胞与外界环境分隔开。

2.控制物质进出细胞。(选择透过性)3.进行细胞间的信息交流。分泌化学信号通讯直接接触通讯胞间连丝三、植物细胞具有细胞壁化学成分：纤维素和果胶功能：支持和保护细胞壁具有全透性比较：原核细胞的细胞壁的主要成分是：肽聚糖2.欧文顿的分析假说是如何提出的呢？根据他的实验结果：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。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。思考3.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，仅靠推理得出的结论不一定准确,还应通过科学实验进行检验和修正.4.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，人们无法亲眼看见细胞膜，只能从功能入手，再严谨推理大胆想象。1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？实验技术的进步起到了关键性的推动作用。3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜的真相。思考对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由

组成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由

和

组成；1959年罗伯特森提出的“单位膜”结构模型：所有生物膜都由

三层结构；1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有

；1972年，桑格和

提出了

。脂质脂质蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质流动性尼克森流动镶嵌模型小结1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A细胞膜具有一定流动性B细胞膜是选择透过性C细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂练习2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（）A细胞膜B核膜C线粒体膜C叶绿体膜3、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（）A5B6C7D84、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸5、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A保护作用B一定的流动性C主动运输D选择透过性6、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（）A维生素D和性激素B水和尿素C氨基酸和葡萄糖D