生物膜的流动镶嵌模型公开课

生物膜的流动镶嵌模型公开课第一页，共三十五页，2022年，8月28日

1、简述生物膜的结构。2、探讨在建立生物膜型的过程中，实验技术进步所起的作用。3、探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。【学习目标】第二页，共三十五页，2022年，8月28日

从物质运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。“为什么生物膜能够控制物质的进出？”,“这与生物膜的结构有什么关系？”正是对物质跨膜运输现象产生的疑问，科学家开始了对生物膜结构的探索。第三页，共三十五页，2022年，8月28日一、对生物膜结构的探索历程1、对细胞膜化学成分的探索1895年，欧文顿（

E.Overton

）：用500多种物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的，脂溶性物质更容易通过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的（根据相似相容原理）第四页，共三十五页，2022年，8月28日

膜的成分的初步阐明，是先根据实验现象提出假说，而不是通过实验现象直接证实的。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像。假说还需要通过观察和实验进一步验证和完善。第五页，共三十五页，2022年，8月28日

20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。在实验中发现：细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质。电镜下的红细胞和血影第六页，共三十五页，2022年，8月28日脂质和蛋白质是怎样组成膜的?第七页，共三十五页，2022年，8月28日

1917年，朗姆瓦（Langmuir）设计了脂类单分子膜技术（膜平衡技术）：将磷脂溶于苯和水中，当苯发挥完以后，磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱，经过推挤排列成了单层，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面。2、对细胞膜结构的探索第八页，共三十五页，2022年，8月28日磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸和碱基所组成的分子甘油磷酸脂肪酸亲水头部疏水尾部含氮碱基易与水结合在一起性质像油，不能与水结合第九页，共三十五页，2022年，8月28日单层磷脂分子在空气-水界面上的排列方式?空气水空气水第十页，共三十五页，2022年，8月28日

1925年，荷兰科学家高特（E.Gorter）

和戈莱格尔（F.Grendel），用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍。得出结论：细胞膜中的脂质分子（主要是磷脂分子）必然排列为连续的两层。第十一页，共三十五页，2022年，8月28日细胞膜上的磷脂分子如何排列成连续的两层?第十二页，共三十五页，2022年，8月28日除脂质外，蛋白质也是细胞膜的主要成分。那么蛋白质位于细胞膜的什么位置?第十三页，共三十五页，2022年，8月28日

1935年，

丹尼利（J.Danielli）和戴维桑（H.Davson）

提出了“蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型。认为:质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。第十四页，共三十五页，2022年，8月28日20世纪50年代，电子显微镜诞生，并应用于生物科学研究。第十五页，共三十五页，2022年，8月28日plasmamembrane

1959年，罗伯特森（）

用锇酸处理了细胞膜（蛋白质经锇酸作用后形成高电子密度的锇黑,在电镜下呈暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带

），用超薄切片技术获得了清晰的红细胞细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm。第十六页，共三十五页，2022年，8月28日生物膜是由“蛋白质-脂质-蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。（“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型）提出假说——单位膜模型第十七页，共三十五页，2022年，8月28日变形虫在吞噬草履虫第十八页，共三十五页，2022年，8月28日

“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构是否是静态结构?质疑第十九页，共三十五页，2022年，8月28日20世纪五六十年代冰冻电镜技术应用于细胞膜的研究，它使人们能在三维空间更好地了解细胞膜的结构，从而认识到罗伯特森“单位膜”模型中脂质双层中含有蛋白质颗粒。第二十页，共三十五页，2022年，8月28日蛋白质(

)在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是（）的不对称镶、嵌入、贯穿蛋白质在膜中怎样分布？镶嵌入贯穿冰冻蚀刻电子显微法第二十一页，共三十五页，2022年，8月28日细胞融合37℃40min细胞膜具有流动性实验证明：

人细胞小鼠细胞杂交细胞

1970年，弗雷（LarryFrye）和埃迪登（H.Edidin）等科学家用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子（免疫荧光染色技术），将小鼠细胞和人的细胞融合。第二十二页，共三十五页，2022年，8月28日

三明治模型有何不足之处，结合已有知识找出证据说明。讨论第二十三页，共三十五页，2022年，8月28日

1972年，桑格（）和尼克森（G.Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。（为多数人所接受）第二十四页，共三十五页，2022年，8月28日生物膜结构的探索历程第二十五页，共三十五页，2022年，8月28日在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到怎样的作用？想一想第二十六页，共三十五页，2022年，8月28日阅读教材P68流动镶嵌模型的基本内容第二十七页，共三十五页，2022年，8月28日根据流动镶嵌模型的基本内容你能不能动手画出流动镶嵌模型图？第二十八页，共三十五页，2022年，8月28日二、流动镶嵌模型的基本内容1、膜的基本支架:磷脂双分子层构成了膜的基本支架(其中磷脂分子的亲水性的头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧)

是轻油般的流体，具有流动性。第二十九页，共三十五页，2022年，8月28日2、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，有的贯穿整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称性）。大多数的蛋白质分子也是可以运动的（也体现了膜的流动性）。镶嵌入贯穿第三十页，共三十五页，2022年，8月28日3、糖蛋白：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、胞间信息交流等有密切联系）。蛋白质磷脂分子糖蛋白第三十一页，共三十五页，2022年，8月28日生物膜的结构特点-----一定的流动性

磷脂分子是可以运动的，具有流动性；大多数的蛋白质分子也是可以运动的，也体现了流动性。生物膜的功能特点-----选择透过性

水分子可自由通过，细胞需要的离子和小分子也可自由通过。而其它离子、小分子和大分子不能通过。三、生物膜的特点第三十二页，共三十五页，2022年，8月28日在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?思考1.科学研究的艰辛历程;2.告诉我们建立模型的一般方法;3.实验技术的进步推动科学发展;4.结构与功能相适应；5.科学理论是在不断修正中完善的。第三十三页，共三十五页，2022年，8月28日1．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（）

A．细胞膜是选择透过性膜

B．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成

C．细胞膜的分子结构具有流动性

D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动

2．人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）。

A．选择透过性B．保护作用C．流动性D．自由扩散3．一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的