1、本节聚焦本节聚焦 生物膜流动镶嵌模生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什型的基本内容是什么？么？探讨建立生物膜模探讨建立生物膜模型的过程如何体现型的过程如何体现结构与功能相适应结构与功能相适应的观点。的观点。1.1.细胞膜的功能有哪些？细胞膜的功能有哪些？2.2.细胞膜具有弹性吗？细胞膜具有弹性吗？问题探讨问题探讨塑料袋塑料袋普通布普通布弹力布弹力布其他其他 用哪种材料做用哪种材料做细胞膜更适于体细胞膜更适于体现细胞膜的功能？现细胞膜的功能？细胞膜具有：细胞膜具有：1.1.屏障分隔屏障分隔2.2.选择透过性选择透过性3.3.信息交流信息交流弹力布能完全表现弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？细胞膜的功能
2、吗？不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜 1859年，欧文顿(Overton)选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现：从实验现象能推测出什么结论呢？提出假说：膜是由脂质组成的。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程试验一试验一相似相溶相似相溶原理原理20世纪初科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。试验二试验二磷脂分子的结构磷脂分子的结构头部头部尾部尾部（亲水性）（亲水性）（疏水性）（疏水性）1.磷脂在空气磷脂在空气-水界面水界面如何铺展成单分子层？如何铺展成单分子层？2.磷脂分子又是如何磷脂分子又是如
3、何构成细胞膜呢？构成细胞膜呢？绘图活动绘图活动：将磷脂分子在将磷脂分子在空气空气水水界面上铺展界面上铺展成单分子层（尝试画图）成单分子层（尝试画图）亲水极亲水极疏水极疏水极水水空气空气实验证据实验证据 19251925年年 Gorter Gorter 和和 Grendel Grendel 用用丙酮丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，在空气中抽提脂类，在空气-水界面上铺展成水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的细胞表面积的2 2倍。倍。脂质分子必然排列为连续脂质分子必然排列为连续的两层。的两层
4、。GORTER脂单分子层脂单分子层=2=2试验三试验三称之为称之为磷脂双分子层！磷脂双分子层！请同学们尝试画构成细胞膜的磷脂分子水水膜膜水水推推测测水环境水环境水环境油滴油滴水环境细胞内小油滴外由单层细胞内小油滴外由单层磷脂膜包被着，该膜可磷脂膜包被着，该膜可能的结构？能的结构？蛋白质蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？位于细胞膜的什么位置呢？推测？推测？4040年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边。两边。假假说说问题：问题：试验四试验四“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三明治模三明治模型型蛋白质的电子密度高，在电镜蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷
5、脂分子的电子密下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。度低，显亮色。标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀断开，升温。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。后暴露断裂面。蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、贯穿贯穿在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中。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科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了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。细胞膜结构中的蛋白颗粒。人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记 膜蛋白诱导融合40分钟后370C人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记 膜蛋白诱导融合40分钟后370C膜上的蛋白质具有膜上的蛋白质具有流动性流动
6、性3737下下40min40min后出现了什么现象？说明什么？后出现了什么现象？说明什么？细细胞胞膜膜具具有有流流动动性性举例说明细胞膜具有流动性举例说明细胞膜具有流动性植物细胞的质壁植物细胞的质壁分离分离动物细胞吸水膨胀和失水动物细胞吸水膨胀和失水皱缩皱缩白细胞吞噬病菌的白细胞吞噬病菌的过程过程 1972年，桑格桑格和和尼克森尼克森在新的观察和实验在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。随着科学技术的发展，随着科学技术的发展，是否又提出新的观点呢？是否又提出新的观点呢？1、膜的组成成分：、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类主要是磷脂和蛋
7、白质，还有少量的糖类4、生物膜的结构特点生物膜的结构特点:有一定的流动性有一定的流动性.(磷脂分子是可以运动的，具有流动性磷脂分子是可以运动的，具有流动性;大多数的蛋大多数的蛋白质分子也是可以运动的白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。也体现了流动性。)糖蛋白糖蛋白分布：分布：功能：功能：1.1.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是不是就完美无缺了呢？生物膜结构的历程，是从物质跨膜运输的现象开始的，生物膜结构的历程，是从物质跨膜运输的现象开始的，分析成分是了解结构的基础，现象和功能有提供了探分析成分是了解结构的基础，现象和功能有提供了探究结构的线索。在实验观察的基
8、础上提出假说，又在究结构的线索。在实验观察的基础上提出假说，又在进一步的实验中修正假说。进一步的实验中修正假说。思考思考小结小结小结：概念图小结：概念图基本支架具有流动性有的横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子部分镶在磷脂部分镶在磷脂双分子层表面双分子层表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂双分子层中磷脂双分子层中流动性流动性成分2维生素维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为能较水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为()1细胞膜常常被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以细胞膜常常被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断
9、细胞膜的化学成分主要是推断细胞膜的化学成分主要是 ()磷脂磷脂 蛋白质蛋白质 多糖多糖 核酸核酸 随堂练习随堂练习A细胞膜以磷脂双分子层作基本支架细胞膜以磷脂双分子层作基本支架B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质C细胞膜的结构特点是具有一定的流动性细胞膜的结构特点是具有一定的流动性D细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜A B、C D 4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传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递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A A 糖蛋白糖蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核
10、酸核酸3 3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体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（成都依赖于细胞膜的（）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 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性5.5.一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散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，共出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的穿过的层数是（层数是（）A 6 B 8 C 10 D 12A 6 B 8 C 10 D 126.6.一分子一分子C
11、OCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散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，共出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的穿过的层数是（层数是（）A 6 B 8 C 10 D 12A 6 B 8 C 10 D 126 6用不同荧光染料标记的抗体，分别与小鼠细胞和人细胞的细胞用不同荧光染料标记的抗体，分别与小鼠细胞和人细胞的细胞膜上的一种抗原结合，两类细胞则分别产生绿色荧光和红色荧光。膜上的一种抗原结合，两类细胞则分别产生绿色荧光和红色荧光。将两类细胞融合成一个细胞时，其一半呈绿色，一半呈红色。在将两类细胞融合成一个细胞时，其一半呈绿色，一半呈红色。在37370 0C
12、 C下保温下保温40 min40 min后，细胞上两种荧光点呈均匀分布后，细胞上两种荧光点呈均匀分布(如图所示如图所示)，试问：试问：(1)(1)人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的起受体作用的人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的起受体作用的 。为使人、鼠细胞膜融合在一起，必须除去细胞膜表面。为使人、鼠细胞膜融合在一起，必须除去细胞膜表面起起 作用的糖蛋白。作用的糖蛋白。(2)(2)融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布，原因是融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布，原因是 ，这表明膜的结构具有，这表明膜的结构具有 。(3)(3)细胞融合实验若在细胞融合实验若在2020条件下进行，则两种表面抗原平均分布条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明的时间大大延长，这说明 糖蛋白糖蛋白识别识别 一定的流动性一定的流动性 膜上蛋白质分子运动的速度随温度的降低而减膜上蛋白质分子运动的速度随温度的降低而减 慢慢作业 练习册练习册 4.2生物膜的流动镶嵌模型
