1、第第4章章 第第2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程从细胞膜从细胞膜功能入手功能入手吧吧1、对生物膜、对生物膜成分成分的探索的探索脂质脂质资料资料1 1脂质脂质 科学家在实验中发现：科学家在实验中发现：细胞膜细胞膜不不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质能专一地分解蛋白质的物质)分解。分解。根据实验现象根据实验现象,你对膜化学成分在你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论种类上认识是否还有新的结论?问题探讨问题探讨：得出结论：得出结论：生物膜中可能还含有蛋白质生物
2、膜中可能还含有蛋白质2 2、对生物膜、对生物膜成分成分的探索的探索蛋白质蛋白质资料资料2 2P66思考与讨论：思考与讨论：资料资料3 3 20 20世纪初世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来的红细胞中分离出来,化学分析表明化学分析表明:膜的主膜的主要成分是脂质和蛋白质要成分是脂质和蛋白质.2 2、对生物膜、对生物膜成分成分的探索的探索脂质和脂质和蛋白质蛋白质提出假说提出假说实验与观察实验与观察实验证明实验证明脂质分子与蛋白质分脂质分子与蛋白质分子在膜中如何排列子在膜中如何排列?脂质脂质测得单测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。分子层的面积恰为红细
3、胞表面积的两倍。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资料资料4 43、对生物膜、对生物膜结构结构的探索的探索磷脂双分子层磷脂双分子层结论结论：磷酸（亲水基团）磷酸（亲水基团）甘油甘油脂肪酸脂肪酸（疏水基团）（疏水基团）亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部资料：磷脂分子结构资料：磷脂分子结构胆碱胆碱空气空气水水水水 空气空气 水水水溶液环境水溶液环境 (内内)水溶液环境水溶液环境(外外)连续两连续两层排列层排列水水预测了脂质分子的排列预测了脂质分子的排列方式。那么，蛋白质又方式。那么，蛋白质又位于膜中的什么位置位于膜中的什么位置?资料资料5 5：电子显微镜下电子显微镜下暗暗亮亮暗暗细
4、胞膜结构的电镜照片细胞膜结构的电镜照片生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”构成的构成的三层三层静态统一静态统一结构（三明治模型）结构（三明治模型）。4.4.对生物膜对生物膜模型模型的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式（一）方式（一）假说：假说：电子束照射大分子物质散电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。子物质，散射度低，光亮。称之为单位膜称之为单位膜三三明明治治模模型型1.蛋白质均匀分布在脂双层的两侧（对称）蛋白质均匀分布在脂双层的两侧（对称）2.静态结构静态结构要点：要点：能不能举一些例子来说明生物膜不是
5、静态的？能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的？分泌蛋白的分泌蛋白的合成合成运输运输动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水植物细胞质壁分离现象植物细胞质壁分离现象白细胞吞噬病毒的过程白细胞吞噬病毒的过程根据结构与功能相适应的观点，分析设想蛋白质在细胞膜中是如何排布的？思考讨论：新技术带来新模新技术带来新模型型标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后后暴露断裂面暴露断裂面。蛋白质在膜中的分布是（）的蛋白质在膜中的分布是（）的5.对生物膜对生物膜模型模型的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式（二）方式（二）资料资料6.6.冰冻蚀刻电子显微法冰冻蚀刻
6、电子显微法不对称不对称仔细观察蛋白质是怎么排布的？仔细观察蛋白质是怎么排布的？镶在镶在表面表面部分部分嵌入嵌入全部全部嵌入嵌入贯穿贯穿结论：细胞膜具有结论：细胞膜具有流动性流动性人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记荧光标记 膜蛋白膜蛋白诱导诱导融合融合4040分钟后分钟后370C资料资料7 7：人：人-鼠细胞融合实验鼠细胞融合实验6.对生物膜对生物膜模型模型的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式（三）方式（三）资料资料8 8：时间：时间：1972年年人物：人物：桑格和尼克森桑格和尼克森假说：假说：流动镶嵌模型流动镶嵌模型 7.对生物膜对生物膜模型模型的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋
7、白质的排布排布方式（四）方式（四）P67思考与讨论思考与讨论始终引导人们不断实践、认始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识。识，再实践、再认识。请阅读课本请阅读课本P68P68第一段，第一段，完成下面的概念图。完成下面的概念图。脂质脂质蛋白质蛋白质磷脂双磷脂双分子层分子层一定的一定的流动性流动性镶在镶在嵌入嵌入贯穿贯穿在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的_与与_结合形成的结合形成的糖蛋白糖蛋白，叫做叫做糖被糖被。糖蛋白的作用：糖蛋白的作用：保护和润滑、识别保护和润滑、识别有些多糖与磷脂分子结合形成有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂糖脂蛋白质蛋白质多糖多糖流动镶嵌
8、模型与蛋白质流动镶嵌模型与蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模型有何异同？三层结构模型有何异同？最后最后相同点：相同点：都认为组成细胞膜的主都认为组成细胞膜的主要物质是要物质是脂质和蛋白质脂质和蛋白质。不同点不同点：1、流动镶嵌模型认为、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不蛋白质在膜中的分布是不均匀的均匀的。而三层结构模型认为。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在蛋白质均匀分布在脂双层的两侧脂双层的两侧2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动运动的，的，而三层结构认为生物膜是而三层结构认为生物膜是静止静止结构结构时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论
9、 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质人、鼠细胞融合实验。人、鼠细胞融合实验。新的观察和实验证据的基础新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。膜是由膜是由脂质组成的脂质组成的膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质脂质双层脂质双层结构结构膜具膜具流动流动性性流动镶嵌流动镶嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年
10、年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿列表总结：列表总结：生物膜结构的探究历程生物膜结构的探究历程概念图概念图生物膜生物膜结构特点结构特点功能特性功能特性结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 一定的流动性一定的流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子小结小结在生物膜模型的建立和完善过程中，在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示你受到哪些启示?1.科学研究的科学研究的艰辛艰辛历程历程;2.告诉我们建立模型的一般方法告诉我们建立模型的一般方法
11、;3.实验实验技术的进步推动科学技术的进步推动科学发展发展;4.结构与功能相适应；结构与功能相适应；5.科学理论是在科学理论是在不断修正不断修正中完善的。中完善的。建模法建模法生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。说说你的看法。不可能完美无缺不可能完美无缺。人类对自然界的。人类对自然界的认认识永无止境识永无止境，随着实验技术的不断创新和，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，膜的各种功能，不断完善和发展不
12、断完善和发展流动镶嵌流动镶嵌模型模型.课外课外根 据 现 象根 据 现 象和 已 有 知和 已 有 知识识 提 出提 出 假假说 或 模 型说 或 模 型用观察和实验用观察和实验对假说或模型对假说或模型进行进行检验检验、修修正正和和补充补充 实实践践检检验验在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示哪些启示?建立模型的一般方法：建立模型的一般方法：看法看法最后最后1 1、生物膜中除了含有磷脂和蛋白质分、生物膜中除了含有磷脂和蛋白质分子外，还有其它物质吗？请你课后搜索子外，还有其它物质吗？请你课后搜索这方面的信息。这方面的信息。2 2、尝试用身边的材料制作生物膜模型。、尝试用身边的材料制作生物膜模型。作业：作业：P69 P69 第一题第一题课外探究与制作课外探究与制作
