第四章第2节 生物膜的流动镶嵌模型 -修改

第4章 细胞的物质输入和输出 第二节生物膜的流动镶嵌模型 1 生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么 2 通过分析科学家建立生物膜模型的过程 你对科学的过程和方法有哪些领悟 本节聚焦 问题探讨 在制作真核细胞三维模型的活动中 某小组同学分别用三种材料做细胞膜 塑料袋 普通布和弹力布 讨论 根据结构与功能相适应的观点分析 用哪种材料做细胞膜 更适于体现细胞膜的功能 生命系统的边界 控制物质的进出 具有一定的弹性 1895年欧文顿 Overton 用500多种物质对植物细胞的通透性做实验发现 凡是脂溶性物质容易透过细胞膜 不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难 一 对生物膜结构的探索历程 膜是由脂质组成的 1 最初认识到细胞膜是由脂质组成的 是通过对现象的推理分析 还是通过对膜成分的提取和鉴定 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 思考与讨论 资料1 为什么 相似相溶 膜的成分和结构的初步阐明 最初都是先根据实验现象和有关知识 提出假说 而不是通过实验观察直接证实的 假说的提出要有实验和观察的依据 同时还需要严谨的推理和大胆的想象 假说需要通过观察和实验进一步验证和完善 提出假说 资料2 20世纪初 科学家们第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来 化学分析表明 它们的主要成分是 脂质和蛋白质 脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢 资料3 1925年 两位荷兰科学家 用丙酮 一种有机溶剂 提取红细胞膜中的脂类物质 然后在水面将脂质物质铺成单分子排列的一层 测得总面积恰好为红细胞表面积的2倍 把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破 反复冲洗后只留细胞膜 血影 把这些破碎的膜展开铺在水面上 测定出红细胞的表面积 细胞膜由两层脂质分子组成 连续排列 说明什么 6 7 两层脂质分子是如何排列为两层的呢 研究发现 脂质分子主要是磷脂 它是怎样排列成单分子层或双分子层的呢 这与它的结构和状态有关 易与水结合在一起 2条长脂肪酸链组成 性质像油 不能与水结合 头部 尾部 磷脂分子 磷酸 脂肪酸 8 连续两层排列 膜中脂质分子排列为连续两层 蛋白质位于脂双层的什么位置呢 1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜如下结构 暗 亮 暗 提出 膜由三层结构构成 蛋白质 脂质 蛋白质 提出的 三明治 结构模型 资料4 10 静态的蛋白质 脂质 蛋白质三层结构模式图 11 模型的不足之处 1 静态结构 2 把蛋白质在膜中的分布认为是 均匀分布在脂双层的两侧 静态的蛋白质 脂质 蛋白质三层结构受到质疑 细胞膜是静止的 变形虫为什么会运动 细胞之间为什么会发生融合 细胞为什么会生长 推论 细胞膜应该是流动的 13 思考与讨论 有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢 用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质 用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质 把人细胞和鼠细胞融合 融合的细胞一半发红色荧光 另一半发绿色荧光 然后把此细胞在37 下培养40分钟 再检查 两种颜色的荧光均匀分布在整个细胞表面 荧光标记蛋白质 细胞膜具有流动性 1970年有两位科学家做了下列实验 实验表明 资料5 细胞中的脂质也是流动的吗 通过相关的实验证明细胞膜具有一定的流动性 15 思考与讨论 磷脂分子的运动 侧向扩散运动 旋转运动 摆动运动 伸缩震荡运动 翻转运动 旋转异构化运动 膜的中间是磷脂双分子层 是膜基本支架 蛋白质 镶在膜的表面 部分或全部嵌入 资料6 1972年 桑格 S J Singer 尼克森 G Nicolson 在新的观察和实验证据的基础上 在罗伯特森模型的基础上提出 流动镶嵌模型 为大多数人所接受 强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性 贯穿 资料6 1972年 桑格 S J Singer 尼克森 G Nicolson 提出 流动镶嵌模型 二 流动镶嵌模型的基本内容 构成了膜的基本支架 这个支架具有 有的镶嵌在磷脂双分子层表面 有的部分全部嵌入磷脂双分子层中 有的横跨整个 大多数蛋白质分子也是可以 流动性 蛋白质分子 磷脂双分子层 运动的 磷脂双分子层 生物膜的结构特点 流动性 对生物膜结构的探索历程 19世纪末 欧文顿的实验和推论 膜是由组成的 20世纪初 科学家的化学分析结果 指出膜主要由和组成 1925年 两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜的脂质 细胞膜中的脂质分子 1959年 罗伯特森提出的 三明治 结构模型 生物膜都由三层结构 1970年 荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验 指出细胞膜具有 1972年 桑格和提出了 脂质 脂质 蛋白质 蛋白质 脂质 蛋白质 流动性 尼克森 流动镶嵌模型 排列为连续的两层 小结 生物膜的结构特点 生物膜的生理特性 流动性 选择透过性 强调 1 据研究发现 胆固醇 小分子脂肪酸 维生素D等物质较容易优先通过细胞膜 这是因为 A细胞膜具有一定流动性B细胞膜是选择透过性C细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 2 下列哪一种膜结构能通过生物大分子 A细胞膜B核膜C线粒体膜C叶绿体膜 课堂练习 3 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 这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的 A保护作用B一定的流动性C主动运输D选择透过性 4 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 A 糖蛋白B 磷脂C 脂肪D 核酸 课堂练习 5 在下列几组化学元素中 构成细胞膜所必需的基本元素是 A C H