生物膜的流动镶嵌模型

第2节生物膜的流动镶嵌模型 课前自主预习 1 脂质脂质2 脂质和蛋白质3 丙酮脂质单分子层单分子层4 流动性5 流动镶嵌模型6 流动镶嵌磷脂双分子层静止的流动性镶嵌嵌入横跨运动7 蛋白质糖类糖蛋白 课前预习自测 1 5BCADC 学习目标 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 举例说明生物膜具有的流动性特点 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律 思考回答 1 生物膜系统包括哪些膜 细胞膜是由哪些成分构成的 2 生物膜对物质的选择性吸收是否与其特定的结构有关 细胞膜 细胞器膜 核膜 主要是脂质 蛋白质 少量的糖类 19世纪末 欧文顿实验 1 根据实验现象和有关知识提出假说 实验现象 假说 问题探讨1 对生物膜结构的探索历程 细胞膜是由脂质组成的 脂质分子更容易通过细胞膜 时间 1925年人物 荷兰科学家Gorter和Grendel实验 从细胞膜中提取脂质 铺成单层分子 发现面积是细胞膜的2倍提出假说 细胞膜中的磷脂是双层的 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 2 分离细胞膜 分析膜成分 推理膜结构20世纪初 科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解 也会被蛋白酶分解 分离细胞膜所用的材料 优点 化学分析结果 进一步实验 得出结论 哺乳动物的红细胞 没有细胞核和众多的细胞器 细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解 也会被蛋白酶分解 细胞膜是由脂质和蛋白质组成的 20世纪40年代 曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质 但直到50年代 电子显微镜的诞生 科学家用它来观察细胞膜 3 观察推理 提出最初的生物膜模型 所有的生物膜都由 三层结构构成 中间亮层为 两边暗层为 并且生物膜为 的统一结构 蛋白质 脂质 蛋白质 脂质分子 蛋白质分子 静态 罗伯特森电镜实验 4 对假说的质疑和修正 随着科学技术手段的适用 科学家发现膜蛋白在细胞膜中的位置是 人鼠细胞融合 37 下经过40min 两种颜色的荧光 该实验表明 细胞膜具有流动性 均匀分布 有的平铺在脂质表面 有的镶嵌在脂质双分子层中 5 根据新的观察和实验证据 1972年桑格和尼克森提出了新的生物膜结构模型 蛋白质 磷脂双分子层 绘制细胞膜的亚显微结构示意图 1 生物膜中脂质和蛋白质的分布 2 细胞膜中糖的分布 3 细胞膜的结构特点 功能特点 蛋白质分子 有的镶嵌在磷脂双分子层表面 有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中 有的横跨整个磷脂双分子层 体现了膜结构内外的不对称性 细胞膜外表 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 糖被与细胞识别 保护和润滑以及胞间信息交流等有密切联系 具有一定流动性 选择透过性 问题探讨2 流动镶嵌模型的基本内容 迁移训练1 一位科学家发现 当温度升高到一定程度时 细胞膜的厚度变小而面积增大 这是由于细胞膜的什么特性所决定的 A 具有一定的流动性B 是选择透过性膜C 具有专一性D 具有运输物质的功能迁移训练2 食醋中的醋酸成分是活细胞不需要的小分子物质 蔗糖不是活细胞需要的大分子物质 用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜头很快地腌成糖醋蒜 其原因是 A 醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中B 醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面C 醋酸能固定和杀死活细胞 细胞膜失去了选择性D 因腌的时间过久 两种物质均慢慢地进入活细胞 A C 迁移训练3 欲获得纯净的细胞膜 以研究其结构与功能 请你帮助设计一个简易的实验 并回答有关问题 1 选取人体的作为获取细胞膜纯净物的来源 A 成熟红细胞B 神经细胞C 白细胞D 口腔上皮细胞 2 将选取的上述材料放入中 由于作用 一段时间后细胞将破裂 3 再用法获得纯净的细胞膜 上清液中含量最多的有机物是 4 1985年 Oerton在研究各种未受精卵细胞的透性时 发现脂溶性物质容易透过细胞膜 不溶解于脂质的物质透过细胞膜十分困难 这表明组成细胞膜的主要成分中有 5 有实验表明 将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的 然后将这些细胞参在一起混合培养 发现只有同种的细胞才能结合 在这细胞识别过程中 起作用的是细胞膜上的 6 1925年 GorterGrendel用丙酮提取细胞膜的磷脂 并将它在空气 水界面上展开时 这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍 由此可以认为细胞膜由组成 如果单层磷脂分子的面积为S 则该细胞表面积为 A 清水 渗透 差速离心 血红蛋白 脂质 磷脂双分子层 S 2 糖蛋白 本节知识小结 课堂自我检测 1 动物细胞有丝分裂过程中 细胞膜中央凹陷 最终缢裂形成2个子细胞 与这一现象有关的细胞学基础是 A 细胞核具有排斥性B 细胞质具有流动性C 细胞膜具有流动性D 细胞具有周期性2 最能代表生物膜基本化学成分的一组化学元素是 A C H O NB C H O N PC C H O S PD C H O Mg Fe3 维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜 这是因为 A 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C 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 C B A 4 组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点 其中描述细胞膜基本支架的是 A 膜两侧的分子结构和性质不尽相同B 磷脂排布成双分子层C 蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中D 蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性5 对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人的骨髓造血细胞移植入病人体内 使病人能够产生正常的血细胞 移植之前需要捐献者和病人的血液进行组织配型 主要检测他们的HLA 人体白细胞抗原 是否相配 HLA是指 A RNABDNAC 磷脂D 糖蛋白 B D 6 仔细阅读下列信息 并回答问题 有人在研究未受精的卵细胞膜透过性时 发现脂溶性物质很容易通过细胞膜 而不溶于脂质的物质则很难通过 细胞膜的化学成分中一定有某种物质 有利于脂质物质的通过 1925年E Gorter和F Grendel用有机溶剂将人成熟红细胞膜中的这种物质提取出来 并将它在空气 水界面平铺成单分子层时 这个分子层的面积相当于原来细胞表面积的两倍 1 根据上述信息可能得出的结论是 2 题中所指细胞膜成分具有的功能 3 膜中主要成分还有 请简要说明如何设计实验证明该物质的存在 4 如果以含32PO43 的动物细胞培养液在体外培养骨髓瘤细胞 一段时间后 在新增殖的骨髓瘤细胞中存在放射性的细胞结构主要有 细胞膜中含有脂质物质 且它在膜中呈双层排列 构成细胞膜的基本骨架 蛋白质 利用蒸馏水使人成熟红细胞膜破裂 然后通过离心等方法提取出较纯的细胞膜 再用双缩脲试剂检验 发现溶液颜色由蓝色转为紫色 注意应先提取较纯的细胞膜 细胞膜 内质网膜 高尔基体膜 细胞核膜等生物膜