生物膜的流动镶嵌模型

时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现 面积是细胞膜的2倍 细胞膜中的磷脂是双层的 提出假说：___________________________
磷 脂 分 子
亲水头部
疏水尾部
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分 子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部 是疏水的。
6．仔细阅读下列信息，并回答问题： ①有人在研究未受精的卵细胞膜透过性时，发现脂溶性物质很容易通过 细胞膜，而不溶于脂质的物质则很难通过。 ②细胞膜的化学成分中一定有某种物质，有利于脂质物质的通过。1925年 E•Gorter和F•Grendel用有机溶剂将人成熟红细胞膜中的这种物质提取出来， 并将它在空气——水界面平铺成单分子层时，这个分子层的面积相当于原 来细胞表面积的两倍。 (1)根据上述信息可能得出的结论是
4、对假说的质疑和修正。
人细胞
红色荧光 染料标记 的膜蛋白
杂交细胞
37 ℃ 细胞融合 40min
绿色荧光染 料标记的膜 蛋白
小鼠细胞 随着科学技术手段的适用，科学家发现膜蛋白在细胞膜 中的位置是有的平铺在脂质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中 。 人鼠细胞融合，37℃下经过40min，两种颜色的荧光 ， 均匀分布 细胞膜具有流动性 该实验表明 。
迁移训练3.
欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构与功能，请你帮助设计一个简易的实 验，并回答有关问题。 (1)选取人体的 A 作为获取细胞膜纯净物的来源。 A．成熟红细胞 B.神经细胞 C．白细胞 D．口腔上皮细胞 (2)将选取的上述材料放入 清水 中，由于 渗透 作用，一段时间 后细胞将破裂。 (3)再用 差速离心 法获得纯净的细胞膜，上清液中含量最多的有机物 是 血红蛋白 。 (4)1985年，Oerton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容 易透过细胞膜，不溶解于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成 细胞膜的主要成分中有 脂质 。 (5)有实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的，然后将这些 细胞参在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合。在这细胞识别 过程中，起作用的是细胞膜上的 糖蛋白 。 (6)1925年，Gorter Grendel用丙酮提取细胞膜的磷脂，并将它在空气—— 水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍， 由此可以认为细胞膜由 磷脂双分子层 组成。如果单层磷脂分子的 面积为S，则该细胞表面积为________。
细胞膜中含有脂质物质，且它在膜中呈双层排列 (2)题中所指细胞膜成分具有 构成细胞膜的基本骨架 的功能。 (3)膜中主要成分还有 蛋白质 ，请简要说明如何设计实验证明该物质的
存在。
利用蒸馏水使人成熟红细胞膜破裂，然后通过离心等方法提 取出较纯的细胞膜，再用双缩脲试剂检验，发现溶液颜色由 蓝色转为紫色(注意应先提取较纯的细胞膜)
2、分离细胞膜，分析膜成分，推理膜结构
20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中 分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶 解，也会被蛋白酶分解。 分离细胞膜所用的材料：哺乳动物的红细胞 ， 优点： 没有细胞核和众多的细胞器 。 化学分析结果： 细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解 ， 进一步实验，得出结论： 。 细胞膜是由脂质和蛋白质组成的
(4)如果以含32PO43-的动物细胞培养液在体外培养骨髓瘤细胞。 一段时间后，在新增殖的骨髓瘤细胞中存在放射性的细胞结构 主要有 。
细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、细胞核膜等生物膜
【课后延伸训练】
1-6 C B D C C D 7.(1)糖蛋白 免疫(或识别) (2)膜物质分子能够运动 (3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子都 是运动的 一定的流动性 (4)膜上蛋白质分子运动的速度随温度的降 低而减慢 环境温度很低(接近O℃)时， 蛋白质分子运动速度也接近零
☆思考回答：
1.生物膜系统包括哪些膜？
细胞膜、细胞器膜、核膜
细胞膜是由哪些成分构成的？
主要是脂质、蛋白质、少量的糖类
2. 生物膜对物质的选择性吸收是否与其特 定的结构有关？
19世纪末“欧文顿实验”
1、根据实验现象和有关知识提出假说。 实验现象：脂质分子更容易通过细胞膜 ________________________ 细胞膜是由脂质组成的 假说： ______________________________________________________
迁移训练2.
食醋中的醋酸成分是活细胞不需要的小分子物质，蔗 糖不是活细胞需要的大分子物质。用食醋和蔗糖可将 新鲜的大蒜头很快地腌成糖醋蒜，其原因是( C ) A．醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中 B．醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面 C. 醋酸能固定和杀死活细胞，细胞膜失去了选择性 D．因腌的时间过久，两种物质均慢慢地进入活细胞
5、根据新的观察和实验证据，
1972年桑格和尼克森提出了新的生物膜结构模型
流动镶嵌模型
绘制细胞膜的亚显微结构示意图
糖蛋白
磷 脂 双 分 子 层
蛋白质
1、生物膜中脂质和蛋白质的分布：
磷脂双分子层____基本支架 蛋白质分子：①有的镶嵌在磷脂双分子层表面， ②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中， ③有的横跨整个磷脂双分子层。 （体现了膜结构内外的不对称性）
“罗伯特森电镜实验”
蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图
【课前自主预习】
1．脂质 脂质 2．脂质和蛋白质 3．丙酮 脂质 单分子层 单分子层 4．流动性 5．流动镶嵌模型 6．流动镶嵌 磷脂双分子层 静止的 流动性 镶嵌 嵌入 横跨运动 7. 蛋白质 糖类 糖蛋白 【课前预习自测】1-5 B C 动镶嵌模型的基本内容 ②举例说明生物膜具有的流动性特点 ③通过分析科学家建立生物膜模型的过程 阐述科学发展的一般规律
S/2
【课堂自我检测】
1. 动物细胞有丝分裂过程中，细胞膜中央凹陷，最终缢裂形成 2个子细胞，与这一现象有关的细胞学基础是 ( C ) A．细胞核具有排斥性 B.细胞质具有流动性 C．细胞膜具有流动性 D.细胞具有周期性 2．最能代表生物膜基本化学成分的一组化学元素是 ( B ) A．C、H、O、N B．C、H、O、N、P C．C、H、O、S、 P D．C、H、O、Mg、Fe 3．维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为( A ) A．细胞膜以磷脂双分子层作基本支架 B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质 C．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 D．细胞膜是选择透过性膜
4．组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下 述特点，其中描述细胞膜基本支架的是 ( B ) A．膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B.磷脂排布成双分子层 C.蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中 D.蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性
5．对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人的 骨髓造血细胞移植入病人体内，使病人能够产生正 常的血细胞。移植之前需要捐献者和病人的血液进 行组织配型，主要检测他们的 HLA(人体白细胞抗原) 是否相配。HLA是指 ( D ) A．RNA B DNA C．磷脂 D．糖蛋白
2、细胞膜中糖的分布：
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、保护和润滑以及胞间信息交流等有 密切联系）
3、细胞膜的结构特点：具有一定流动性 ； 功能特点：选择透过性 。
迁移训练1.
一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜 的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性 所决定的 ( A ) A.具有一定的流动性 B.是选择透过性膜 C.具有专一性 D.具有运输物质的功能
3、观察推理，提出最初的生物膜模型
20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各 覆盖着蛋白质 ，但直到50年代，电子显微 镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。
“罗伯特森电镜实验”
蛋白质－脂质－蛋白质 所有的生物膜都由____________________ 三层结构构成，中间亮层为_______________ ， 脂质分子 蛋白质分子 两边暗层为__________________ ，并且生物膜 静态 的统一结构。 为________