生物膜的流动镶嵌模型★

1、 在制作真核细胞三维在制作真核细胞三维结构模型时，提供给结构模型时，提供给你制作细胞膜的三种你制作细胞膜的三种材料：材料：塑料袋、普通塑料袋、普通布和弹力布布和弹力布。你认为选哪种材料最你认为选哪种材料最好好?时间：时间：18951895年年人物：人物：欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验：实验：E.OvertonE.Overton的推测：的推测： 不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜资料资料1 1细胞膜的通透性实验细胞膜的通透性实验膜中含膜中含脂脂质。质。一、对生物膜组分的探索一、对生物膜组分的探索最初认识到细胞膜是由脂质构成的，最初

2、认识到细胞膜是由脂质构成的，是直接对膜成分进行提取、鉴定，是直接对膜成分进行提取、鉴定，还是一种推理？还是一种推理？在推理分析得出结论后，还有必要在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？为什么？吗？为什么？资料资料2 2 科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂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，也会被质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶( (能专一地分解蛋白质能专一地分解蛋白质的物质的物质) )分解。分解。 根据实验现象根据实验现象, ,你对膜化学成分在种类上认识是你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论否还有新的结论?

3、? 问题探讨问题探讨：得出结论：得出结论： 推测膜中可能还含有蛋白质等推测膜中可能还含有蛋白质等通过进一步的研究发现：细胞膜的成分主要有： 脂质，蛋白质，少量糖类二、二、对生物膜模型架构的探索对生物膜模型架构的探索1 1、脂质的排布方式？、脂质的排布方式？2 2、蛋白质的排布方式？、蛋白质的排布方式？B B：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试画出磷脂分子在试画出磷脂分子在水水空气界面中空气界面中的排布方式？的排布方式？A A：磷脂是一种由甘油、脂：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子肪酸和磷酸所组成的分子 ， 磷酸磷酸 “ “头头”

4、” 部是部是亲水亲水的，的，脂肪酸脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。资料资料3 3：磷脂分子结构磷脂分子结构磷脂分子磷脂分子Back水水空气空气科学家是怎样从这一现象中得科学家是怎样从这一现象中得出出“磷脂在细胞膜中必然是双磷脂在细胞膜中必然是双层的排列层的排列”这一假说的呢？这一假说的呢？时间：时间：19251925年年 人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel 实验：实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水水 界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积界面上铺展成单分子层，测得单分子层

5、的面积 恰为红细胞表面积的恰为红细胞表面积的2 2倍倍。资料资料4 4：E.Gorter 和和 F.Grendel 对血影的研究对血影的研究细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！结论：结论：通过以上资料，同学们请大胆试想，细胞膜中磷脂分子排成两层，可能会有哪些排布方式？思考讨论：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：资料资料5 5：电子显微镜是用电电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因生不同散射度。因蛋白质蛋白质电电子密度高，

6、故显子密度高，故显暗带暗带，磷脂磷脂分子电子密度低则呈分子电子密度低则呈亮带亮带。超薄切片技术获得的细胞膜照片超薄切片技术获得的细胞膜照片 19591959年，罗伯特森（年，罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）的）的“单位单位膜膜”模型认为：生物膜是由模型认为：生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白蛋白质质”构成的三层构成的三层静态统一静态统一结构。结构。 冰冻蚀刻冰冻蚀刻( (冰冻断裂冰冻断裂) )。标本用干冰等。标本用干冰等冰冰冻冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。资料资料6 6蛋白质蛋白质镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨在磷脂双分子层

7、中在磷脂双分子层中。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细胞膜是不是静止不动的呢？你能举出实例吗？思考讨论：现象现象实验实验变形虫的变形运动 资料资料7 7细胞膜具有流动性（细胞膜具有流动性（蛋白质蛋白质）荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图时间：时间：19701970年年人物：人物：弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 Edidin )Edidin )实验：实验：结论：结论：红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白流动镶嵌模型流动镶嵌模型问题问题2 2：

8、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? ?问题问题1 1：请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什么是什么? ?生物膜在结构上有什么样的特点生物膜在结构上有什么样的特点? ?小组讨论总结：小组讨论总结：1 1、膜的基本、膜的基本支架支架磷脂双分子层磷脂双分子层。（。（磷脂分子是磷脂分子是可以运动的，具有可以运动的，具有流动流动性。性。）2 2、蛋白质蛋白质分子有的分子有的镶镶、有的、有的嵌嵌入、有的入、有的横跨横跨在磷脂在磷脂双分子层。双分子层。（体现膜结构内外的（体现膜结构内外的流动性流动性和和不对称性不对称性）

9、三、流动镶嵌模型的基本内容三、流动镶嵌模型的基本内容3 3、膜在结构特性上具有、膜在结构特性上具有流动性流动性4 4、膜的功能特性：、膜的功能特性：选择透过性选择透过性NextBack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 实实践践检检验验建模的基本方法建模的基本方法 问题问题2 2：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 1、细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质、细胞膜的流动镶嵌模型与

10、蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模型的最大的不同是三层结构模型的最大的不同是A A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性课内反馈课内反馈D D、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性胞膜具有透过性C C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性B B、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性胞膜具有一定的流动性2 2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的生理过程的完成依

11、赖于细胞膜的 A A 、保护作用、保护作用 B B、 一定的流动性一定的流动性C C 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流3 3、下列物质中最容易通过细胞膜进入细、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白质、蛋白质 C C、甘油、甘油 D D、无机盐离子、无机盐离子对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组组成的；成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由由 和和 组成；组成；罗伯特森罗伯特森1959年提出的年提出的“三明治三明治”结构模型：所结构模型：