【人教版】高中生物-4-2生物膜的流动镶嵌模型课件

第2节生物膜的流动镶嵌模型第四章细胞的物质输入和输出问题探讨细胞膜的功能有哪些？用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？弹力布塑料袋普通布一、对生物膜结构的探索历程资料一：1895年，欧文顿（E.Overton）选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的研究。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜结论1：生物膜中含有脂质(后来确定为磷脂)不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜从实验现象能推测出什么结论？

一、对生物膜结构的探索历程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”部亲水“头部”疏水“尾部”分子式空间结构一、对生物膜结构的探索历程思考：如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，磷脂分子将如何在水—空气界面上排布？与水亲和的亲水头分布在水相中，而两条疏水尾与水不亲和，因此受到水分子的排斥而朝向空气中空气水一、对生物膜结构的探索历程思考：如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？磷脂分子的疏水尾由于受到斥力而自发的聚集起来，形成一个脂分子团，亲水头向外，疏水尾朝内一、对生物膜成分的探索思考：如果我们控制条件，使磷脂分子在水中形成一层平面的膜，膜两侧都是水分子，那么磷脂分子又将如何排布？水水A水水B水水C磷脂分子形成两层分子，亲水头分别在两侧朝向外部的水溶液，疏水尾相对排列在内一、对生物膜结构的探索历程正常情况下生物膜处于什么环境？理论上说，生物膜中的磷脂如何排列？理论需要实验的支持！水水B一、对生物膜结构的探索历程资料二：1925年，E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测得的总面积是红细胞总面积的2倍结论2：生物膜中磷脂分子排列为双层细胞膜=2×脂质单分子层一、对生物膜结构的探索历程既然脂质容易通过细胞膜，那么为什么水溶性的物质（如离子）也能通过细胞膜呢？构成生物膜的成分除了磷脂分子以外，还有其它成分吗？一、对生物膜结构的探索历程资料三：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，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解结论3：生物膜中还有蛋白质成分思考：生物膜中还有什么成分？一、对生物膜结构的探索历程背景知识：蛋白质分子是水溶性的，蛋白质分子在整体上表现为亲水性，而有些蛋白质有疏水性部位磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部，而且排列为双分子层，那么蛋白质分子在磷脂双分子层中是如何排列的呢？一、对生物膜结构的探索历程资料四：1959年，J.D.Robertsen观察电镜下用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带提出：所有的生物膜都由蛋白质---脂质---蛋白质三层结构构成，并把生物膜描述为静态的统一结构一、对生物膜结构的探索历程三明治模型1.蛋白质在膜中分布的对称性2.静态结构要点：一、对生物膜结构的探索历程20世纪60年代后，人们对生物膜的静态统一结构提出质疑：如果这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动都不好解释蛋白质(

)在磷脂双分子层中一、对生物膜结构的探索历程资料5：冰冻蚀刻电子显微法，标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面结论4：蛋白质在膜中的分布是（）的不对称镶在、嵌入、贯穿跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白一、对生物膜结构的探索历程生物膜中的磷脂和蛋白质分子都是静止的吗？变形虫的运动和捕食一、对生物膜结构的探索历程结论5：生物膜中的蛋白质是可以运动的。(进一步研究表明磷脂分子也是可以运动的)资料6：1970年，Frye和Edidin的人—鼠细胞融合实验：融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。将细胞放在37℃培养40min后，两种颜色均匀分布在融合后的生物膜表面二、生物膜的流动镶嵌模型在新的观察和实验证据的基础上，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，为多数人所接受流动镶嵌模型二、生物膜的流动镶嵌模型糖蛋白（糖被）蛋白质(三种结合方式)多糖磷脂双分子层（构成膜的基本支架）（与细胞识别有关）二、生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容1.生物膜的组成：2.生物膜的基本骨架：主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）3.蛋白质分子存在形态：有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性二、生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容4.生物膜的结构特点：流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）在细胞膜外表面，糖类与蛋白质结合形成糖蛋白又叫做糖被。作用：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切5.糖被（位置、化学本质、作用）除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂回顾：对生物膜结构的探索历程时间科学家或实验结论19世纪末欧文顿膜是由

组成的20世纪初膜的分离实验膜的主要成分是

和_______1925年脂质的提取实验细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的_____1959年罗伯特森所有的生物膜都由

三层结构构成1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验细胞膜具有_______1972年桑格和尼克森提出生物膜的

模型脂质脂质蛋白质—脂质—蛋白质蛋白质两层流动性流动镶嵌当堂训练磷脂双分子层

流动性

蛋白质分子

嵌入

贯穿

运动

当堂训练结构特点：具有一定的_____________生物膜的功能特性：______________糖蛋白

糖被

细胞识别

流动性

选择透过性

当堂训练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.细胞膜具有一定的流动性

B.细胞膜是选择透过性膜C.细胞膜的结构以磷脂双分子层为基本支架

D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子C2.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

B.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

D.有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动3.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）

A.选择透过性B.保护作用

C.流动性D.自由扩散当堂训练AC4.细胞膜的功能特点是（）A.具有一定的流动性B.有保护内部的作用C.一种半透膜D.一种选择透过性膜5.如果植物细胞膜由选择透过性膜变成了全透性膜，则该细胞将（）A.缩小B.膨胀C.死亡D.生长当堂训练DC知识总结糖蛋白镶嵌磷脂双分子层流动性贯穿选择透过性细胞膜的结构与功能的关系(如图所示)知识总结流动性和选择透过性的关系注意区分细胞膜的功能和功能特性细胞膜