生物膜的流动镶嵌模型(优质课)

2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的 障碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细 胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是 （ B ） A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B细胞膜表面有糖蛋白 C细胞膜具有一定的流动性 D细胞膜具有选择透过性
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（ B ） A 保护作用 动运输
思考
1、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到 哪些启示?
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。
2、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说 你的看法。
生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的 认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的 研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善 地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型.
D
B 一定的流动性 选择透过性
C 主
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 ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体中扩散出来，
进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分 子层层数是（ ） B A. 6 B. 8 C. 12 D .16 6、研究中发现，把用发射性同位素3H标记的氨 基酸注入胰岛细胞中，结果会在细胞外检测到 含放射性元素的蛋白质，蛋白质是以________ 囊泡 的形式释放到细胞外的，这一事实证明了细胞 膜具有___________ 的结构特点。 流动性
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
●
●
细胞膜
有的贯穿整 个磷脂双分 子层
大多数可以运 动 流动性 生物膜具有结构特性:
课堂反馈
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（C ）
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
猜想
利用给定的材料猜想磷脂 双分子层与蛋白质的排 布方式。
4.对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式（一）
资料4：罗伯特森的实验
电子显微镜是用电子束照 射被检样品，由于电子与 不同物质发生碰撞而产生 不同散射度。因蛋白质电 子密度高，故显暗带，磷 脂分子电子密度低则呈亮 带。
超薄切片技术获得的细胞膜照片
荧光标记技术
用荧光染料标记 某种物质，利用其 荧光特性，来反应 研究对象的相关信 息。
37℃下40min后出现了 什么现象？说明什么？
结论：蛋白质 分子是可以运 动的 ,说明细 胞膜具有一定 的流动性
7.新技术带来新模型（二） 在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格 (S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物 膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。
在膜中如何排列
化学分析表明：膜的主要成分是 脂质和蛋白质 组成膜的脂质中磷脂含量最多
磷脂是组成细 胞的主要脂质， 是一种由甘油、 脂肪酸、和磷 酸等所组成的 分子。 它有一个亲水 磷酸“头”部， 和一个疏水的 脂肪酸的“尾” 部。
亲水 “头部”
想一想：
磷脂分，疏水的“尾巴” 远离水，朝向空气的 一面，在水空气界面 上铺展成单分子层。
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构 人、鼠细胞融合实验。 膜具流动性
1972，桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上，提出分子结构模型。
流动镶嵌模型
概念图小结
生物膜 成分 磷脂双分子 层 基本支架 镶在磷脂双 分子层表面 蛋白质分子
具有流动性
部分或全部嵌 入磷脂双分子 层中
蛋白质( 镶在、嵌入、横跨)在磷脂双分子层中。
分组讨论
•1、蛋白质与磷质排布与你先前 的猜想是否一致？ •2、三明治模型有何不足之处， 结合已有知识找出证据说明。
变形虫的变形运动
变形虫在吞噬草履虫
6.新技术带来新模型（一）
时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同 荧光染料标记后融合。
资料1 时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿(E.Overton）
非脂溶性物 质 脂溶性物质
实验：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：溶 于脂质的物质比不溶于脂 质的物质更容易通过细胞 膜。
假说： 膜是由脂质组成的
2、对生物膜成分的探索—— 资料2 时间：20世纪初 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离 脂质分子与蛋白质 出来，然后进行化学分析。
疏水 “尾部”
空气
水
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大 胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子 在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
水
水
水
水D A
水 C B
水E C
3、对生物膜结构的探索——磷脂双分子层 资料3 时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在 空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分 子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。 结论： 膜中脂质分子排列为连续两层
假说： 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的 三层静态统一结构（三明治模型）。
三 明 治 模 型
1.蛋白质在膜中分布的对称性 要点： 2.静态结构
5.对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式（二）
资料5.冰冻蚀刻电子显微法 标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温 后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是（不对称 ）的
列表总结：生物膜结构的探究历程
时间和人物 19世纪末 欧文顿
20世纪初 1925年， 两位荷兰 科学家 1959年， 罗伯特森 1970年
历史事件
多种物质对膜通透性实验 对红细胞膜化学分析 红细胞膜的脂质铺展成单 层分子的面积是原膜表面 积的两倍
历史结论
膜是由脂质组成的 膜中含脂质和蛋白质
脂质双层结构
学习目标
1.简述生物膜的结构。 2.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所 起的作用。 3.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适 应的观点。 学习重点 流动镶嵌模型的基本内容。 学习难点 探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应 的观点。
一、对生物膜结构的探索历程
1、对生物膜成分的探索——脂质
流动镶嵌模型基本内容的总结:
1、生物膜的组成成分： 主要由蛋白质和脂质组成 2、生物膜的基本支架： 磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝 向内侧）。 3、蛋白质分子位置： 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） 4、生物膜的结构特点： 流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的） 5、糖被（位置、化学本质、作用） 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。（与细胞识别、胞间 信息交流等有密切联系）