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1、第4章：細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出,第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型,1、生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容是什么？ 2、通過分析科學(xué)家建立生物膜模型的過程，你對科學(xué)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？,本節(jié)聚焦,問題探討,在制作真核細(xì)胞三維模型的活動中，某小組同學(xué)分別用三種材料做細(xì)胞膜：塑料袋、普通布和彈力布。,討論：,根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜，更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？,生命系統(tǒng)的邊界 、 控制物質(zhì)的進(jìn)出、具有一定的彈性,1895年歐文頓(Overton)用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難。,一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程
2、,膜是由脂質(zhì)組成的,1、最初認(rèn)識到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取和鑒定？,2、在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？,思考與討論,資料1.,為什么？,相似相溶,膜的成分和結(jié)構(gòu)的初步闡明，最初都是先根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識，提出假說，而不是通過實(shí)驗(yàn)觀察直接證實(shí)的。假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，同時還需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?。假說需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。,提出假說,資料2. 20世紀(jì)初，科學(xué)家們第一次將細(xì)胞膜從哺乳動物紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析表明，它們的主要成分是 。,脂質(zhì)和蛋白質(zhì),脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？,資料
3、3. 1925年，兩位荷蘭科學(xué)家,用丙酮(一種有機(jī)溶劑)提取紅細(xì)胞膜中的脂類物質(zhì)，然后在水面將脂質(zhì)物質(zhì)鋪成單分子排列的一層，測得總面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。,把紅細(xì)胞放在蒸餾水中使其吸水漲破，反復(fù)沖洗后只留細(xì)胞膜（血影），把這些破碎的膜展開鋪在水面上，測定出紅細(xì)胞的表面積。,細(xì)胞膜由兩層脂質(zhì)分子組成，連續(xù)排列,說明什么？,6,7,兩層脂質(zhì)分子是如何排列為兩層的呢？,研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？ 這與它的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)有關(guān)。,易與水結(jié)合在一起,2條長脂肪酸鏈組成，性質(zhì)像油，不能與水結(jié)合,頭部, 尾部,磷脂分子,磷酸,脂肪酸,8,連續(xù)兩層排列,膜中脂質(zhì)分子排
4、列為連續(xù)兩層,蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？,1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜如下結(jié)構(gòu)：,(暗亮暗),提出：膜由 三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。,蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì),（提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型）,資料4.,10,靜態(tài)的蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模式圖,11,模型的不足之處： 1.靜態(tài)結(jié)構(gòu),2.把蛋白質(zhì)在膜中的分布認(rèn)為是:均勻分布在脂雙層的兩側(cè),靜態(tài)的蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑,細(xì)胞膜是靜止的，變形蟲為什么會運(yùn)動？ 細(xì)胞之間為什么會發(fā)生融合？ 細(xì)胞為什么會生長？,推論：細(xì)胞膜應(yīng)該是流動的,13,思考與討論,有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動的呢？,用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)； 用綠色熒光染料
5、標(biāo)記鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)； 把人細(xì)胞和鼠細(xì)胞融合，融合的細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。 然后把此細(xì)胞在37下培養(yǎng)40分鐘，再檢查，兩種顏色的熒光均勻分布在整個細(xì)胞表面。,熒光標(biāo)記 蛋白質(zhì),細(xì)胞膜具有流動性,1970年有兩位科學(xué)家做了下列實(shí)驗(yàn)：,實(shí)驗(yàn)表明：,資料5.,細(xì)胞中的脂質(zhì)也是流動的嗎？,通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證明細(xì)胞膜具有一定的流動性,15,思考與討論,磷脂分子的運(yùn)動 側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；擺動運(yùn)動 伸縮震蕩運(yùn)動；翻轉(zhuǎn)運(yùn)動；旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動。,膜的中間是磷脂雙分子層，是膜基本支架,蛋白質(zhì),鑲在膜的表面,部分或全部嵌入,資料6. 1972年，桑格（S. J. Singer） & 尼克森（G.
6、 Nicolson）在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上 ，在羅伯特森模型的基礎(chǔ)上提出”流動鑲嵌模型”，為大多數(shù)人所接受。,強(qiáng)調(diào)膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。,貫穿,資料6. 1972年，桑格（S. J. Singer） & 尼克森（G. Nicolson）提出”流動鑲嵌模型”。,二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容,構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架具 有 ， 有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分全部 嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個 ， 大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以 。,流動性,蛋白質(zhì)分子,磷脂雙分子層,運(yùn)動的,磷脂雙分子層,生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,流動性,對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,19世紀(jì)末,歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是
7、由 組成的； 20世紀(jì)初,科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果， 指出膜主要由 和 組成； 1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮提取紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)， 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子 ； 1959年,羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型： 生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)； 1970年,熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)， 指出細(xì)胞膜具有 ； 1972年,桑格和 提出了 。,脂質(zhì),脂質(zhì),蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì),流動性,尼克森,流動鑲嵌模型,排列為連續(xù)的兩層,小結(jié),生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 生物膜的生理特性：,流動性,選擇透過性,強(qiáng)調(diào),1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?） A 細(xì)胞膜具有一定流動性
8、B 細(xì)胞膜是選擇透過性 C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架 D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子,2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（ ）,A 細(xì)胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜,課堂練習(xí),3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（ ） A 保護(hù)作用 B 一定的流動性 C 主動運(yùn)輸 D 選擇透過性,4、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳 遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）,A、糖蛋白 B、磷脂 C、脂肪 D、核酸,課堂練習(xí),5、在下列幾組化學(xué)元素中，構(gòu)成細(xì)胞膜所必需的基本元素是（ ） A.C、H、O B. C、H、O、P C.C、H、O、N D.C、H、O、N、P,課堂練習(xí),6、下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（ ） A細(xì)胞膜是選擇透過性膜 B細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 C細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動性 D有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動,
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