1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型,在制作真核细胞三维结构模型的活动中，选用塑料袋、普通布、弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更适于体现细胞膜的功能？,问题探讨,三种材料特性：塑料袋不具有通透性；普通布不具有伸缩性；弹力布不仅具有伸缩性，还具有一定的通透性。,结论：弹力布做细胞膜的材料，更适于体现细胞膜的功能。,选择依据：系统的边界 伸缩性 选择透过性,科幻之旅现在让我们乘坐“时光机器”，将此刻的我们送回19世纪，了解对生物膜结构的探索历程。,一、对生物膜结构的探索历程,时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验。 发现：E.Ov
2、erton的推测：,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,膜是由脂质组成的,1、对生物膜组分的探索脂质,资料1,细胞膜的通透性实验,时间：1925年人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，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！,2、对生物膜结构的探索磷脂双分子层,资料2,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。,资料2：磷脂分子结构,思考：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？,细胞膜的两侧都有水环境存在，同学
3、们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？,2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？,有必要，通过鉴定能更准确地说明问题,3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？,当时的技术不能实现,1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过 对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？,从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。,思考与讨论,科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。,根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论?,问题探讨：,得出结论：
4、,资料3,科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析,红细胞的细胞膜,确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。,时间：,实验：,发现：,20世纪初,资料4,3、对生物膜组分的探索蛋白质,时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电子显微镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。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,资料5,思考：“三明治”结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的统一结构，这显然与膜 功能的多样性相矛盾。,4、对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式,随着新的科学技术的不断运用，科学家发现蛋白质在在膜中的分布是不对称的,
5、蛋白质可以镶在、嵌入及横跨在磷脂双分子层中。,资料6、冰冻蚀刻电子显微法,膜蛋白在磷脂双分子层中的位置：,内在蛋白,外周蛋白,镶在表层、嵌入双分子层、横跨双分子层,(大部分蛋白质是可以运动的）,时间：,资料七,1970年,Larry Frye等,将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布,细胞膜具有流动性,结论：,人物：,实验：,举例说明细胞膜具有流动性,（1）变形虫的变形运动,（2）植物细胞的质壁分离,（3）动物细胞吸水膨胀和失水皱缩,桑格和尼克森在继承中创新提出流动镶嵌模型,1972年,时间：,人物：,桑
6、格（Singer ）和尼克森 （Nicolson）,生物膜的流动镶嵌模型,提出假说：,二、流动镶嵌模型的基本内容,1.磷脂双分子层组成生物膜的基本支架； （磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。）,2.蛋白质有的镶在磷脂双分子层的表面,有的部分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（体现了膜结构内外的不对称性）,（2）膜蛋白的运动性,3.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜具有一定的流动性（结构特点）,（1）磷脂分子的运动性,4.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被有保护和润滑作用、与细胞识别、胞间信息交
7、流、免疫反应、细胞癌变等有密切联系）。有些糖类与脂质分子结合形成糖脂,概念图小结,生物膜,结构特点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,一定的流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,三、复习小结,一、对生物膜结构的探索历程：,1、19世纪末,欧文顿提出:膜由 组成； 2、20世纪初,化学分析得出:膜的成分是 和 ； 3、1925年,两位荷兰科学家得出：脂质分子是 ； 4、1959年,罗伯特森在电镜观察下得出:的三分层结构； 5、1970年,用荧光标记技术证明:膜具有 性； 6、1972年,桑格和尼克森提出: 模型。,脂质,脂质,蛋白质,双层排列,蛋白质-脂质-蛋白质,流动,流动镶嵌,二、流动镶嵌模型的主要内容：,1）生物膜以 基本支架； 2）蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有： ； 3）生物膜的结构特点：具有 。 4）生物膜的功能特点： 5）细胞膜表面具有 和 。,磷脂双分子层,镶在表面、嵌入双分子层、贯穿双分子层,一定的流动性,糖蛋白,糖脂,三、复习小结,选择透过性,白细胞吞噬病毒的过程,返回,
