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1、 学习目标学习目标1.简述生物膜的结构。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。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。应的观点。学习重点学习重点流动镶嵌模型的基本内容。流动镶嵌模型的基本内容。学习难点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。的观点。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程非脂溶性物非脂溶性物质质脂溶性物质脂溶性物质1、对生物膜、对生物膜
2、成分成分的探索的探索脂质脂质资料资料1 1脂质脂质资料资料2 2时间：时间：2020世纪初世纪初实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后进行化学分析。出来，然后进行化学分析。化学分析表明：膜的主要成分是化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 组成膜的脂质中组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含量最多2 2、对生物膜、对生物膜成分成分的探索的探索小资料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。想一想：想一想：磷脂分子在空气磷脂分子在空气-水界面水界面上会怎
3、么样铺展？上会怎么样铺展？亲水“头部”水水空气空气亲水的“头部”与水接触，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。疏水“尾部”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？推测A AB BC C脂质脂质测得单分测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。膜中脂质分子排列为膜中脂质分子排列为连续两层连续两层资料资料3 33、对生物膜、对生物膜结构结构的探索的探索磷脂双分子层磷脂双分子层结论结论：利用给定的材料猜想磷脂双分子层与蛋白质的排布方式。资料资料4 4：罗伯特森的
4、实验罗伯特森的实验电子显微镜是用电子束照电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因不同散射度。因蛋白质蛋白质电电子密度高，故显子密度高，故显暗带暗带，磷磷脂脂分子电子密度低则呈分子电子密度低则呈亮亮带带。超薄切片技术获得的细胞膜照片超薄切片技术获得的细胞膜照片生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”构成的构成的三层三层静态统一静态统一结构（三明治模型）结构（三明治模型）。4.4.对生物膜对生物膜架构架构的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式（一）方式（一）假说：假说：三三明明治治模模
5、型型1.蛋白质在膜中分布的对称性蛋白质在膜中分布的对称性2.静态结构静态结构要点：要点：标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后后暴露断裂面暴露断裂面。蛋白质蛋白质()在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是（）的蛋白质在膜中的分布是（）的5.对生物膜对生物膜架构架构的探索的探索脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式（二）方式（二）资料资料5.5.冰冻蚀刻电子显微法冰冻蚀刻电子显微法不对称不对称镶在镶在、嵌入嵌入、横跨横跨变形虫的变形运动变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫 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
6、的相关信息。荧光标记荧光标记技术37下40min后出现了什么现象？说明什么？结论：蛋白质结论：蛋白质分子是可以运分子是可以运动的动的,说明细说明细胞膜具有一定胞膜具有一定的的流动性流动性6.6.新技术带来新模型（一）新技术带来新模型（一）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。7.新技术带来新模型（二）新技术带来新模型（二）流动镶嵌模型基本内容的总结流动镶嵌模型基本内容的总结:3 3、蛋白质分子位置：、蛋白质分子位置：1 1、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到、在生物膜模型的建立和
7、完善过程中，你受到哪些启示哪些启示?2 2、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。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地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型.1.科学研究的艰辛历程科学研究的艰辛历程;2.告诉我
8、们建立模型的一般方法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实验技术的进步推动科学发展;4.结构与功能相适应；结构与功能相适应；5.科学理论是在不断修正中完善的。科学理论是在不断修正中完善的。时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质人、鼠细胞融合实验。人、鼠细胞融合实验。新的观察和实验证据的基础新的
9、观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。膜是由膜是由脂质组成的脂质组成的膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质脂质双层脂质双层结构结构膜具膜具流动流动性性流动镶嵌流动镶嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿列表总结：列表总结：生物膜结构的探究历程生物膜结构的探究历程基本支架具有流动性有的贯穿整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:磷脂双分子磷脂双分子层层蛋白质分子蛋白质分子镶在磷
10、脂双镶在磷脂双分子层表面分子层表面部分或全部嵌部分或全部嵌入磷脂双分子入磷脂双分子层中层中流动性流动性成分概念图小结概念图小结1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子C2、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
11、，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（）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B3、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（）A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性B4、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 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸A5、一分子一分子CO2从叶肉细胞的线粒体中扩散出来，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，共穿过的磷脂分进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（子层层数是（）A.6 B.8 C.12 D.16B6、研究中发现，把用发射性同位素、研究中发现，把用发射性同位素3H标记的氨标记的氨基酸注入胰岛细胞中，结果会在细胞外检测到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，蛋白质是以含放射性元素的蛋白质，蛋白质是以_ 的形式释放到细胞外的，这一事实证明了细胞的形式释放到细胞外的，这一事实证明了细胞膜具有膜具有_ 的结构特点。的结构特点。囊泡囊泡流动性流动性
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