第二节_生物膜的流动镶嵌模型

一、对生物膜结构的探索历程
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。
流 动 镶 嵌 模 型
糖蛋白 多糖
蛋白质(三种结合方式)
磷脂双分 子层 （构成膜的基本支架）
糖蛋白
细胞膜上的糖
分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。
细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被。
糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传 递等密切。
生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
脂质、蛋白质、糖类 ①组成成分：______________________
磷脂双分子层 ②基本支架：______________________ 镶在表面、嵌入、贯穿 ③蛋白质分布：___________________
5.细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相关的成
分是（
D
）
B.糖蛋白 D.蛋白质
A.磷脂 C.磷脂、蛋白质
6．一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时， 细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞 膜的（ A ）。 A．结构特点具有流动性 B．选择透过性
C．专一性
D．具有运输物质的功能
7、下图表示细胞某一部分的亚显微结构，请据图回答： (1)这个简图所表示的是 细胞膜的亚显微结构。 (2)这个简图所体现的模型的名是 流动镶嵌模型 。 (3)此模型的基本支架是[ ① ] 磷脂双分子层 。 (4)具有识别作用的是[ ③ ] 糖蛋白 。
最初认识细胞膜的成分时，是对现象的 推理，还是对膜成分的提取和坚定？
为什么不一开始就对膜的成分进行鉴定？
一、对生物膜结构的探索历程
问题二：
脂质和蛋白质是怎样组合 形成细胞膜的？
一、对生物膜结构的探索历程
想一想：
磷脂分子在空气-水界面上 会怎么样铺展？铺展成几 层呢？ “头部”
磷脂是组成细胞 膜的主要脂质， 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。
（3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分
搅拌后，下列能正确反应其分布的图是（ A ）
（4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说 明 磷脂分子在细胞膜中成双层排列 。
（一种有机溶剂）从人的成熟红细胞中提取脂质（磷 脂），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膜表面积的2倍。
结论：
细胞膜中的脂质（磷脂）分子必然排列为连续的两层！ 这两层磷脂分子又是如何排布构成细胞膜的呢？
其亲水的“头部”和疏水的“尾部” 决定了细 胞膜中磷脂分子的排列方式必须是“尾尾相对”。
2013-9-13
研修班
25
5.某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题 知识闯关：最后一关
组成员，请你回答下列问题：
（1）应选取人的哪种细胞做实验(
C
)
A．神经细胞 B．口腔上皮细胞 C．成熟的红细胞 D．白细胞 （2）将选取的上述材料放入 蒸馏水 ，由于渗透作用，一段时 间后细胞将破裂，然后再用 离心 法获得纯净的细胞膜。
当堂训练
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 2.人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁， 吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的 （ C ） A.选择透过性 B.保护作用 C.流动性 D.扩散
假说：（蛋白质-脂 质-蛋白质）“三明 治”静态模型
“三明治”静态模型无法解释的 现象：
• 受精时细胞融合 • 质壁分离和复原实验 • ……
变形虫在吞噬草履虫
人细胞
细胞融合技术
40分钟后
诱导
荧光标记 膜蛋白 融合
370C
鼠细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性
“尾部”
空气 水
一、对生物膜结构的探索历程
细胞膜中的磷脂 分子也是像这样单层 排列吗？ 空气
“头部”
磷脂是组成细胞 膜的主要脂质， 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。
“尾部”
水
一、对生物膜结构的探索历程
1925年 两位荷兰科学家Gorter 和 Grendel 用丙酮
具有一定的流动性 ④结构特点：______________________ 具有选择透过性 ⑤功能特点：______________________
小结
对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 脂质组成 的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要 蛋白质 由 脂质 和 组成； 1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所 有生物膜都由 蛋白质－脂质－蛋白质 三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验， 指出细胞膜具有 流动性 ； 1972年，桑格和 尼克森提出了 流动镶嵌模型 。
3、糖被在细胞膜上的分布特点是（ A ） A、只分布在细胞膜外侧 B、只分布在细胞膜内侧 C、分布在细胞膜内外侧 D、只分布在细胞膜内部 4、人的红细胞除了细胞膜没有其他膜结构，在 溶血后只剩一层细胞膜，称为血影。如果讲血 影中的脂质抽取出来，水平铺开，则测得的脂 质面积约为红细胞膜表面积的（ C ） A、1/2倍 B、1倍 C、2倍 D、4倍
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
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？ 当年科学家是怎样通过跨膜运 输现象来探索生物膜的结构的呢？
一、对生物膜结构的探索历程
问题一：
细胞膜的组成成分是什么？
一、对生物膜结构的探索历程
一、对生物膜结构的探索历程
磷脂双分子层
水 环 境
水环境
一、对生物膜结构的探索历程 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
推测？？„„
20世纪40年代，曾经有学者推测蛋白质 覆盖在脂质的两边。
一、对生物膜结构的探索历程
1959年，罗伯特森获得了清 晰的细胞膜电镜下的照片，显 示暗-亮-暗三层结构。
蛋白质在电镜下显暗色；磷 脂分子显亮色。
时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：脂质更容易通过细胞膜。
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
提出假说：膜是由脂质组成的
一、对生物膜结构的探索历程
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，化学分析时发现：
细胞膜的主要成分是脂质（磷脂）和蛋白质
想一想: