生物膜的流动镶嵌模型公开课

膜的研究是当前细胞生物学和分子生物学的重要课题之一。---------引自汪堃仁院士等主编的《细胞生物学》

课前生命系统的边界---薄控制物质的进出---选择透过性

具有一定的弹性---伸缩性弹力布普通布塑料袋问题探究选择依据:用哪种材料作细胞膜更适于表达细胞膜的功能？第2节1.生物膜流动镶嵌模型的根本内容是什么？2.通过分析科学家建立生物膜模型的过程，你对科学的过程和方法有哪些领悟？3.生物膜的结构与功能相适应的观点表达在哪？本节聚焦提出假说：膜是由脂质组成的19世纪末欧文顿（E.Overton）用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。

不溶于脂质的物质溶于脂质的物质[资料一]设计实验进行实验得出结论

实验结果观察现象

提出问题作出假说

脂溶性物质比非脂溶性物质更容易通过细胞膜细胞膜的成分是什么？细胞膜是由脂质组成的。从细胞膜中提取到大量磷脂。细胞膜是由脂质组成的提取细胞膜进行化学检测应用化学手段分析说明：膜的主要成分是脂质和蛋白质,组成膜的脂质中磷脂含量最多资料1.欧文顿的实验●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜资料1.欧文顿的实验●●●●●●●●20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。[资料二]结论：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成脂质中主要成分是：磷脂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。脂质和蛋白质在生物膜上是怎样分布的呢？1925年,荷兰两位科学家从细胞膜中提取脂质，在空气-水界面铺成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。

[资料三]结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。水环境水环境磷脂双分子层[资料四]20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。但直到50年代，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构。假设1：脂质—蛋白质—脂质假设2：蛋白质—脂质—蛋白质小知识：电子束照射在分子质量高的物质上，散射度高，较为黑暗；照射在分子质量低的物质上，散射度低，较为亮。提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质〞的三层结构构成的静态统一结构。罗伯特森结合其他科学家的工作，大胆的提出生物膜的模型：思考：流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型有何异同？相同点：都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。不同点：1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的，而三层结构认为生物膜是静止结构变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫吞噬作用1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，[资料五]人细胞鼠细胞荧光标记膜蛋白诱导融合40分钟后370C结论：细胞膜具有一定的流动性1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的根底上，提出了流动镶嵌模型。电镜冰冻蚀刻细胞膜20世纪60年代科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。[资料六]1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的根底上，提出了流动镶嵌模型,为多数人所接受。流动镶嵌模型的根本内容：磷脂双分子层构成了膜的根本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是清油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的外表，有的局部或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。假说科学实验科学家时间欧文顿两位荷兰科学家罗伯特森19世纪末1925年1959年1970年1972年膜是由脂质组成的生物膜为三层静态统一结构细胞膜具有流动性在新的观察和实验证据根底上弗雷和埃迪登桑格和尼克森对生物膜结构的探索历程二、流动镶嵌模型的根本内容3、糖被糖脂保护和润滑；糖蛋白：识别作用〔糖类的成分起重要作用〕糖被分布在细胞膜的外侧

4、细胞膜的结构特点

①特点：具有一定的＿＿＿。

②原因：组成膜的＿＿＿和＿＿＿大都是运动的。流动性蛋白质脂质5、细胞膜的功能特点：选择透过性1、磷脂双分子层构成了细胞膜的根本骨架2、蛋白质分子覆盖在磷脂双分子层外侧镶嵌在磷脂双分子层两侧贯穿磷脂双分子层〔表达了膜结构内外的不对称性〕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根本骨架D细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂练习2.以下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、免疫反响、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、以下物质中，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酶和胰岛素〔1〕上述材料说明细胞膜的结构具有特性。〔2〕以下哪些现象与细胞膜伸展突起相关〔

〕A．肿瘤细胞的浸润转移

B．白细胞吞噬异物C．葡萄糖进入小肠上皮细胞

D．抗体的分泌〔3〕假设要进一步证明水的快速内流是细胞膜水通道蛋白开放所致，可另设计一组对照实验，用对_______进行处理。4．在美国梅奥诊所工作的华人科学家陈贤明研究员和他的同事，利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了隐孢子虫的子孢子进入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会诱发大量宿主细胞膜载体及水通道聚集，导致膜局部快速水内流，从而促使局部细胞膜伸展突起。据此答复：答案：〔1〕一定的流动性

〔2〕A、B、D

〔3〕蛋白质抑制剂

水通道蛋白【解析】〔1〕从题中所给材料可知，细胞膜受到刺激可使细胞膜伸展突起，说明细胞膜具有一定的流动性。〔2〕肿瘤细胞的浸润转移，需进行变形运动；白细胞吞食异物，细胞膜