1、生物膜结构的探索历程生物膜结构的探索历程1流动镶嵌模型流动镶嵌模型2从物质跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质从物质跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。进出细胞是有选择性的。为什么生物膜能够控制物质进出？这与生物膜的为什么生物膜能够控制物质进出？这与生物膜的结构有什么关系？结构有什么关系？细胞膜是由哪些成份构成的？科学家是怎么样确细胞膜是由哪些成份构成的？科学家是怎么样确定生物膜的？定生物膜的？时间：时间：1919世纪末世纪末 18951895年年 人物：人物：欧文顿欧文顿(E.Overton(E.Overton）实验：实验：用用500500多种物质对植物细胞的多种物质对
2、植物细胞的通透性通透性进行上万次进行上万次的实验。的实验。发现：发现：细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 假说：假说：依据“相似相溶原理”提出 膜是由膜是由脂质脂质组成的组成的1 1、对生物膜成分的探索、对生物膜成分的探索 时间：时间：2020世纪初世纪初 实验：实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶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。分解。化学
3、分析表明：化学分析表明：膜的膜的主要成分是主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质，组成膜的脂质中，组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含量最多。时间：时间：19251925年年 人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家GorterGorter和和GrendelGrendel 实验：实验：用丙酮从红细胞中抽提出用丙酮从红细胞中抽提出脂质脂质，在空气，在空气水界面水界面上铺展成单分子层，上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。面积的两倍。结论：结论：膜中脂质分子排列为膜中脂质分子排列为连续两层连续两层2 2、对生物膜结构的探索、对生物膜结构的探索要弄明白这个问题，我
4、们先来分析磷脂的分子结构特点要弄明白这个问题，我们先来分析磷脂的分子结构特点尾部尾部头部头部疏水疏水亲水亲水磷脂分子的结构（胆碱）（胆碱）空气空气水水磷脂分子在空气磷脂分子在空气-水界面上如何排布？水界面上如何排布？B B细胞膜的两侧都有水环境存在，细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的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？中可能是怎样排布的呢？推推测测A AC C排列方式：排列方式：亲水头部朝向膜内外，疏水尾部朝向膜中央亲水头部朝向膜内外，疏水尾部朝向膜中央该模型无法解释白细胞吞噬病菌、变形
5、虫变形运动等现象该模型无法解释白细胞吞噬病菌、变形虫变形运动等现象单位膜模型单位膜模型（三明治模型）（三明治模型）1.1.蛋白质在膜中分布的对称性蛋白质在膜中分布的对称性2.2.静态结构静态结构要点：要点：时间时间：19591959年年 人物：人物：罗伯特罗伯特森森(J.D.Robertsen)(J.D.Robertsen)观测到的现象：观测到的现象：在电子显微镜下，在电子显微镜下，细胞膜呈现细胞膜呈现“暗暗-亮亮-暗暗”三层结构三层结构 假说：假说：生物膜是由生物膜是由构成的构成的对称对称三层三层静态静态统一结构统一结构白细胞吞噬病菌白细胞吞噬病菌 时间：时间：2020世纪世纪6060年代年
6、代 实验：实验：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细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蛋白颗粒胞膜结构中蛋白颗粒。标本用干冰等冰冻，后用冷刀断。标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。开，升温后暴露断裂面。结论：结论：蛋白质蛋白质()()在磷脂双分子层中。在磷脂双分子层中。镶、嵌入、镶、嵌入、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 时间：时间：19701970年年 人物：人物：费雷和埃迪登等费雷和埃迪登等 实验：实验：将人和鼠的细胞膜将人和鼠的细胞膜蛋白质蛋白质用不同荧光染料标记后用不同荧光染料标记后融合。融合。结论：结论：蛋白质分子是可以运
7、动的蛋白质分子是可以运动的 ,说明细胞膜具有说明细胞膜具有一定一定的流动性的流动性用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记技术 时间：时间：1971972 2年年 人物：人物：桑格桑格(S.J.Singer)(S.J.Singer)和和尼克森尼克森(G.Nicolson)(G.Nicolson)结论：结论：提出了新的生物膜模型提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型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？2.2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进
8、步所起到怎样的作用？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。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。3.3.分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示？分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示？1 1、生物膜的组成成分：、生物膜的组成成分：2 2、生物膜的基本支架：、生物膜的基本支架：3 3、蛋白质分子位置：、蛋白质分子位置：4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：5 5、生物膜的功能特点：、生物膜的功能特点：主要由蛋白质和脂质组成主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层磷脂双分子层有的有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表面在磷脂双分子层表面,有的有的嵌入嵌入磷脂双分磷脂双分子层中
9、，有的子层中，有的贯穿贯穿整个磷脂双分子层。（体现了整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的膜结构内外的不对称性不对称性）具有一定的具有一定的流动性流动性具有具有选择透过性选择透过性（有限的有限的）（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动运动的）的）(1)(1)区别：区别：流动性是细胞膜流动性是细胞膜结构结构方面的特性，选择透过方面的特性，选择透过性体现了细胞膜性体现了细胞膜功能功能方面的特性。方面的特性。(2)(2)联系：联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各因为只有细
10、胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。流动性与选择透过性的关系流动性与选择透过性的关系糖蛋白糖蛋白 位置：位置：细胞膜细胞膜外表面外表面 化学本质：化学本质：由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成，也叫做糖被糖被 作用：作用：细胞识别识别、胞间信息交流信息交流等有密切联系；保护和润保护和润滑滑作用。除了糖蛋白之外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合形成的糖脂糖脂。利用废旧物品制作生物膜模型利用废旧物品制作生物膜模型生物膜生物膜成分成分
11、磷脂双磷脂双分子层分子层蛋白质蛋白质分子分子镶镶在磷在磷脂双分子脂双分子层表面层表面嵌入嵌入磷磷脂双分子脂双分子层中间层中间贯穿贯穿整整个磷脂双个磷脂双分子层分子层基本基本支架支架可运动可运动大多数大多数可可以以运动运动生物膜生物膜具具有一定的有一定的流动性流动性选择透选择透过性过性练习1.下列最易通过细胞膜的物质是（）A.淀粉 B.胆固醇 C.胰岛素 D.血红蛋白B2.图中能正确表示磷脂分子在水中排列方式的是（）A3.流动镶嵌模型的创立者是（）A.桑格和尼克森 B.欧文顿和罗伯特森 C.戈特和格伦德尔 D.弗雷和埃迪登A5.从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂处理后出现紫色；若加入斐林并水浴加热，出现砖红色。该成分是（）A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白C6.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（）A.5 B.6 C.7 D.8B4.细胞膜上与细胞的识别、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（）A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸A作业：完成优化设计作业：完成优化设计&4.2非常感谢非常感谢
