第二节生物膜的流动镶嵌流动模型公开课

1、 在制作真核细胞三在制作真核细胞三维结构模型时，提供维结构模型时，提供给你制作细胞膜的三给你制作细胞膜的三种材料：种材料：塑料袋、普塑料袋、普通布通布和和弹力布弹力布。你们。你们认为选哪种材料最好？认为选哪种材料最好？为什么为什么?思考回答：思考回答：1. .细胞膜的功能特性是什么细胞膜的功能特性是什么 ？ 细胞膜是由哪些成分构成的？细胞膜是由哪些成分构成的？2. 2. 生物膜对物质的选择性吸收是否与其特生物膜对物质的选择性吸收是否与其特 定的结构有关？定的结构有关？主要是脂质、蛋白质、少量的糖类主要是脂质、蛋白质、少量的糖类选择透过性选择透过性资料资料1. 191. 19世纪末世纪末“欧文顿

2、实验欧文顿实验”1 1、根据实验现象得出结论。、根据实验现象得出结论。实验现象：实验现象：_ 结论：结论： _ 细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的 脂质分子更容易通过细胞膜脂质分子更容易通过细胞膜非脂溶性物质脂溶性物质资料资料2. 2. 时间：时间：2020世纪初世纪初实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析分析成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。由以上资料得出：由以上资料得出：膜的化学成分膜的化学成分 主要是由脂质（磷脂）和蛋白质组成的主要是由脂质（磷脂）和蛋白质组成的磷脂和蛋

3、白质是通过什么样磷脂和蛋白质是通过什么样的排列组合方式参与膜的构的排列组合方式参与膜的构建的？建的？资料资料3. 19253. 1925年，两位荷兰科学家年，两位荷兰科学家 用丙酮用丙酮( (一种有机溶剂一种有机溶剂) )提取红细提取红细胞膜中的胞膜中的脂类物质脂类物质，然后在水面将脂，然后在水面将脂质物质铺成质物质铺成单分子排列的一层单分子排列的一层，测得，测得总面积恰好为总面积恰好为红细胞表面积的红细胞表面积的2 2倍倍。 把红细胞放在蒸馏水中使其吸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水涨破，反复冲洗后只留细胞膜（血影），把这些（血影），把这些破碎的膜破碎的膜展开铺展开铺

4、在水面上，测定出红细胞的表面积。在水面上，测定出红细胞的表面积。细胞膜由细胞膜由 脂质分子连续排列脂质分子连续排列脂质和蛋白质怎样形成膜？脂质和蛋白质怎样形成膜？两层两层两层脂质分子是如何排列的两层脂质分子是如何排列的呢？呢？ 研究发现，脂质分子主要是磷脂，它是怎样排列研究发现，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？成单分子层或双分子层的呢？ 这与它的结构和状态有关。这与它的结构和状态有关。亲水端亲水端疏水端疏水端易与水结合在一起易与水结合在一起2 2条长脂肪酸链组成，性条长脂肪酸链组成，性质象油，不能与水结合质象油，不能与水结合头部头部 尾部尾部磷脂分子磷脂分子磷酸磷酸脂

5、肪酸脂肪酸磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层磷脂分子头部亲水，尾部疏水，因此头磷脂分子头部亲水，尾部疏水，因此头部与水面接触，尾部远离水面。部与水面接触，尾部远离水面。资料资料4 4 2020世纪世纪4040年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质着蛋白质 ，但直到，但直到19591959年，电子显微镜的诞生，科学年，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。家用它来观察细胞膜。罗伯特森电镜实验罗伯特森电镜实验静态的静态的“蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质”结构模式结构模式图图 这种模型特点：这种模型特点： 蛋白质分子都蛋白质分子都覆盖覆盖

6、在磷脂双分子层的两侧在磷脂双分子层的两侧 构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是 静止静止不动的不动的 所有的生物膜都由所有的生物膜都由_ 三层结构构成，中间亮层为三层结构构成，中间亮层为_，两边暗层为两边暗层为_，并且生物膜，并且生物膜为为_的统一结构。的统一结构。蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质脂质分子脂质分子蛋白质分子蛋白质分子静态静态提出的生物膜模型提出的生物膜模型小鼠细胞小鼠细胞绿色荧光染绿色荧光染料标记的膜料标记的膜蛋白蛋白细胞融合细胞融合40min40min37 37 杂交细胞杂交细胞红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白人细胞人细胞对

7、最初模型的质疑和对最初模型的质疑和修正修正。 资料资料5 5随着科学技术手段的适用，科学家发现膜蛋白在细胞膜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中的位置是 。 人鼠细胞融合，人鼠细胞融合，3737下经过下经过40min40min，两种颜色的荧光，两种颜色的荧光 ，该实验表明该实验表明 。细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性均匀分布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有的平铺在脂质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中 1972年，年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。根据新的观察和实验证据，根据新的观察和实验证据， 19721972年桑格和

8、尼克森提出年桑格和尼克森提出了了新的生物膜结构模型新的生物膜结构模型 蛋白质分子：蛋白质分子：有的有的 磷脂双分子层表面，磷脂双分子层表面， 有的部分或全部有的部分或全部 磷脂双分子层中，磷脂双分子层中， 有的有的 整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。 磷脂双分子层磷脂双分子层构成膜的基本支架构成膜的基本支架1 1、生物膜中脂质和蛋白质的分布：、生物膜中脂质和蛋白质的分布： 镶在镶在嵌入嵌入贯穿贯穿2 2、细胞膜中糖的分布：、细胞膜中糖的分布： 1、糖被。（1）概念（2）功能： 糖被与细胞识别（如器官移植的排斥反应）、保护和润滑，以及胞间信息交流（如反射弧）等有密切联系2、糖脂。3、磷脂分子和

9、大多数蛋白质是可以、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的运动的，体现了膜的流动性流动性-这是这是细胞膜的结构特性。细胞膜的结构特性。小结一 对生物膜结构的探索历程二 流动镶嵌模型 1.分布 2.结构特性巩固练习1、对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是（）、对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是（）A、水、水 B、糖类、糖类C、蛋白质、蛋白质 和磷脂和磷脂 D、胆固醇、胆固醇2、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指 （ ） A、整个细胞膜具有流动性、整个细胞膜具有流动性 B、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性 C、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性 D、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性3、变形虫可以运动并吞噬食物，这是因为（、变形虫可以运动并吞噬食物，这是因为（ ）A、细胞膜以磷脂双分子层为支架、细胞膜以磷脂双分子层为支架B、细胞膜上有搬运脂质物