生物膜的流动镶嵌模型教学

第二节生物膜的流动镶嵌模型

一：对生物膜结构的探究历程提出问题实验观察实验验验证提出假设引出问题建立模型完善模型为什么生物膜能控制物质进出？这与生物膜的结构有什么关系？欧文顿试验细胞膜由脂质组成提取细胞膜进行化学成分分析脂质和蛋白质如何构成细胞膜？实验研究1：脂质在细胞膜中如何排列？实验研究2：蛋白质在细胞膜中如何分布？蛋白质---脂质---蛋白质静态模型流动镶嵌模型应用化学手段分析表明：Year20世纪初资料2、其他科学家实验1、膜的主要成分是脂质和蛋白质。1、制备纯净细胞膜选用什么材料？2、为什么选用该材料？2、组成膜的脂质中磷脂含量最多Year1917年资料3、磷脂分子结构美国科学家朗姆瓦指出：磷脂分子的头部是亲水的，尾部是疏水的。

CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部头部(亲水)(疏水)磷酸Year1917年磷脂分子的排布活动一：请根据磷脂分子的特点，建构磷脂分子在空气—水界面的分布模型。水空气

自主探究Year1917年活动二：细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们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？膜外（水溶液）膜内（水溶液）磷脂分子的排布Year1917年提出假说：磷脂分子在细胞膜中排列为双分子层

磷脂分子的排布Year资料4、荷兰科学家实验从红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！1925年Year1959年资料4、“三明治”结构模型

罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。两层暗一层亮Year1959年

罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。蛋白质分子的排布

结论：生物膜为“蛋白质—脂质—蛋白质”三层静态统一结构模型“蛋白质-脂质-蛋白质”结构模式图

探究历程（“三明治”模型）“三明治”模型无法解释的现象Year1970年资料6、人鼠细胞融合实验弗雷和埃迪登(Frye和Edidin):人鼠细胞融合实验实验结论:细胞膜具有流动性Year1972年流动镶嵌模型的诞生桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流动镶嵌模型二：流动镶嵌模型的基本内容1：膜的基本支架磷脂双分子层（具有流动性）将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下：镶-----嵌-----贯穿2：蛋白质分子在膜中的位置蛋白质的分布体现了生物膜的不对称性3：膜的结构特性具有一定的流动性（原因：磷脂和大多数蛋白质分子都是可以运动的）膜的功能特性：选择透过性实例-----1：白细胞吞噬病菌2：变形虫摄食3：植物细胞的质壁分离及复原有保护和润滑作用，还与细胞膜表面的识别有密切