生物膜的流动镶嵌模型

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1、第 2节 生 物 膜 的 流 动 镶 嵌 模 型 其 他 【 思 考 】 用 结 构 和功 能 相 适 应 的 观 点分 析 ， 用 哪 种 材 料做 细 胞 膜 更 适 合 体现 细 胞 膜 的 功 能 ？为 什 么 ？弹 力 布 三 种 材 料 中 弹 力 布 较 适 合 做 模 型 中 的 细 胞 膜 。【 分 析 】 作 为 细 胞 膜 要 满 足 下 列 几个 条 件 ： 能 作 为 细 胞 这 一 系 统 的 边 界 ； 能 让 一 部 分 物 质 透 过 ； 具 有 一 定 的 弹 性 。【 思 考 与 讨 论 】 弹 力 布 能 完 全 表 现 细 胞 膜 的 功 能 吗 ？弹

2、 力 布 1.生 物 膜 的 流 动 镶 嵌 模 型 的 基 本 内 容 。 （ 重 点 ）2.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 。 （ 难 点 ） 不 溶 于 脂 质 的 物 质 溶 于 脂 质 的 物 质细 胞 膜【 思 考 】 欧 文 顿 的 实 验 发 现 了 什 么 ？ 2.20世 纪 初 ， 科 学 家 第 一 次 将 膜 从 哺 乳 动 物 的 红 细胞 中 分 离 出 来 ， 并 且 发 现 细 胞 膜 会 被 溶 解 脂 质 的 溶剂 溶 解 ， 也 会 被 蛋 白 酶 分 解 。 【 思 考 】 从 资

3、 料 2中 我 们 可 以 知 道 细 胞 膜 的 主 要 成 分是 什 么 ？脂 质 和 蛋 白 质 3.1925年 ,两 位 荷 兰 科 学 家 用 丙 酮 从 人 的 红 细 胞 中 提取 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 2倍 。推 论 ： 细 胞 膜 中 的 脂 质 分 子 必 然 排 列 为 连 续 的 两 层 ！思 考 ： 通 过 实 验 现 象 可 以 得 到 怎 样 的 推 论 ？ 细 胞 膜 的 两 侧 都 有 水 环 境 存 在 ， 同 学 们 尝 试 着 大 胆

4、的 推 测 和 想 像 一 下 ， 在 这 样 的 环 境 中 ， 磷 脂 分 子 在细 胞 膜 中 是 怎 样 排 布 的 呢 ？【 推 测 】 尾 部疏 水 端头 部亲 水 端磷 脂 分 子 A B C水水 4.1959年 ， 罗 伯 特 森（ J. D. Robertson ）用 超 薄 切 片 技 术 获 得 了清 晰 的 细 胞 膜 电 镜 下 的照 片 ， 显 示 暗 -亮 -暗 三层 结 构 。 透 射 电 子 显 微 镜 （ REM）蛋 白 质蛋 白 质脂 质 单 位 膜 模 型【 思 考 】 三 层 结 构 中暗 指 的 是 什 么 ？ 亮 又指 的 是 什 么 ？ 【 思

5、考 】 “ 三 明 治 ” 结 构 模 型 有 什 么 不 足 ？1.把 生 物 膜 描 述 为 静 态 的 刚 性 结 构 ， 这 显 然 与 膜 功 能的 多 样 性 相 矛 盾 。2.细 胞 的 生 长 、 变 形 虫 的 变 形 运 动 、 白 细 胞 吞 噬 病 菌等 这 些 现 象 无 法 解 释 。 5.1970年 荧 光 标 记 的 小 鼠 细 胞 和 人 细 胞 融 合 实 验绿 色 荧 光染 料 标 记的 膜 蛋 白红 色 荧光 染 料标 记 的膜 蛋 白 小 鼠 细 胞 细 胞 融 合 40min37 杂 交 细 胞人 细 胞 细 胞 膜 具 有 流 动 性体 现 细 胞

6、 膜 流 动 性的 实 例 还 有 分 泌 蛋白 的 分 泌 、 植 物 细胞 的 质 壁 分 离 与 复 原 等 。【 思 考 】 实 验 结 果 说 明 了 什 么 ？ 6.1972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 【 例 1】 科 学 家 将 细 胞 膜 中 的 磷 脂 成 分 提 取 出 来 ， 并将 它 在 “ 空 气 水 ” 界 面 上 铺 成 单 分 子 层 ， 发 现 这 个单 分 子 层 的 表 面 积 相 当 于

7、 原 细 胞 膜 表 面 积 的 两 倍 。 这说 明 磷 脂 分 子 在 细 胞 膜 上 的 分 布 状 况 是 （ ）A 单 层 排 列 B 均 匀 稀 疏 排 列 C 双 层 排 列 D 均 匀 紧 密 排 列 C 【 解 析 】 由 于 构 成 细 胞 膜 的 磷 脂 呈 双 层 排 列 ， 因 此 将细 胞 膜 中 的 磷 脂 成 分 提 取 出 来 铺 成 单 分 子 层 ， 单 分 子层 的 表 面 积 相 当 于 原 细 胞 膜 表 面 积 的 两 倍 。【 解 题 关 键 】 分 析 单 分 子 层 的 表 面 积 和 原 细 胞 膜 表 面积 的 关 系 。 1.生 物 膜

8、 的 基 本 支 架 ：磷 脂 双 分 子 层 （ 亲 水 性 头 部 朝 向 外 侧 ， 疏 水 性 尾 部朝 向 内 侧 ） 。二 、 流 动 镶 嵌 模 型 的 基 本 内 容 磷脂分子 2.蛋 白 质 分 子 存 在 形 态 ：3.生 物 膜 的 结 构 特 点 ：有 镶 在 表 面 、 嵌 入 、 横 跨 三 种 ，外 侧 的 蛋 白 质 分 子 与 糖 类 结 合 形 成 糖被 ， 体 现 了 生 物 膜 的 不 对 称 性 。 （ 糖被 与 细 胞 识 别 、 胞 间 信 息 交 流 等 有 密切 联 系 ）一 定 的 流 动 性（ 磷 脂 分 子 和 大 多 数 蛋 白 质 分

9、 子 都 是 运 动 的 ） 。要 分 清 糖链 和 糖 蛋白 。 【 例 2】 如 图 是 细 胞 膜 的 亚 显 微 结 构 模 式 图 ， 表 示 构 成 细 胞 膜 的 物 质 ， 下 列 有 关 说 法 错 误 的 是 （ ） A.细 胞 之 间 的 相 互 识 别 与 有 关B. 表 示 蛋 白 质 分 子C. 分 子 大 都 是 可 以 运 动 的D.细 胞 膜 的 功 能 特 性 与 分 子 无 关 D 【 解 析 】 细 胞 膜 的 主 要 成 分 为 蛋 白 质 和 构 成 基 本支 架 的 磷 脂 双 分 子 层 ； 大 都 是 不 断 运 动 的 ，是 细 胞 膜 流

10、动 性 的 基 础 ， 糖 蛋 白 具 有 识 别 等 作 用 ；细 胞 膜 的 结 构 特 点 是 功 能 特 性 的 基 础 。 【 解 题 关 键 】 识 别 图 中 各 部 分 结 构 和 名 称 。 【 警 示 】 （ 1） 糖 被 只 分 布 在 细 胞 膜 外 表 面 。 这 是 判断 物 质 进 还 是 出 细 胞 膜 的 标 志 。（ 2） 由 于 蛋 白 质 具 有 结 构 特 异 性 和 功 能 多 样 性 ， 因此 膜 的 不 同 部 位 尽 管 结 构 一 样 ， 但 功 能 可 能 不 一 样 。（ 3） 具 有 一 定 的 流 动 性 是 细 胞 膜 的 结 构

11、特 点 ； 选 择透 过 性 是 细 胞 膜 的 功 能 特 点 。 基 本 支 架具 有 流 动 性 有 的 横 跨 整 个磷 脂 双 分 子 层生 物 膜 大 多 数 可 以 运 动生 物 膜 具 有 的 结 构 特 点 : 磷 脂 双 分 子 层 蛋 白 质 分 子部 分 镶 在 磷 脂双 分 子 层 表 面 部 分 或 全 部 嵌 入磷 脂 双 分 子 层 中流 动 性成 分 成 分 1.生 物 膜 的 “ 蛋 白 质 脂 质 蛋 白 质 ” 静 态 结 构 模型 不 能 解 释 下 列 哪 种 现 象 ( )A 细 胞 膜 是 细 胞 的 边 界B 溶 于 脂 质 的 物 质 能 够

12、 优 先 通 过 细 胞 膜C 变 形 虫 做 变 形 运 动D 细 胞 膜 中 磷 脂 分 子 呈 双 层 排 列 在 膜 中【 解 析 】 “蛋 白 质 脂 质 蛋 白 质 ” 静 态 结 构 模 型 ， 不能 解 释 变 形 虫 的 变 形 运 动 ， 因 为 变 形 运 动 体 现 细 胞 膜的 流 动 性 。 C 2.一 分 子 CO2从 叶 肉 细 胞 的 线 粒 体 基 质 中 扩 散 出 来 ，进 入 一 相 邻 细 胞 的 叶 绿 体 基 质 内 ， 共 穿 过 的 生 物 膜层 数 是 （ ）A.5 B.6 C.7 D.83.细 胞 膜 上 与 细 胞 识 别 、 免 疫

13、反 应 、 信 息 传 递 和 血型 的 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B A 4 在 美 国 梅 奥 诊 所 工 作 的 华 人 科 学 家 陈 贤 明 研 究 员 和他 的 同 事 ， 利 用 体 外 胆 管 上 皮 细 胞 感 染 模 型 ， 分 析 了隐 孢 子 虫 的 子 孢 子 进 入 细 胞 内 的 全 过 程 。 结 果 发 现 ，隐 孢 子 虫 的 子 孢 子 侵 入 宿 主 细 胞 膜 内 时 ， 会 诱 发 大 量宿 主 细 胞 膜 载 体 及 水 通 道 聚 集 ， 导 致 膜 局 部 快

14、 速 水 内流 ， 从 而 促 使 局 部 细 胞 膜 伸 展 突 起 。 据 此 回 答 ： （ 1） 上 述 材 料 说 明 细 胞 膜 的 结 构 具 有 特 性 。（ 2） 下 列 哪 些 现 象 与 细 胞 膜 伸 展 突 起 相 关 （ ）A 肿 瘤 细 胞 的 浸 润 转 移 B 白 细 胞 吞 噬 异 物C 葡 萄 糖 进 入 小 肠 上 皮 细 胞 D 抗 体 的 分 泌（ 3） 若 要 进 一 步 证 明 水 的 快 速 内 流 是 细 胞 膜 水 通 道 蛋白 开 放 所 致 ， 可 另 设 计 一 组 对 照 实 验 ， 用 对_进 行 处 理 。 答 案 ： （ 1）

15、 一 定 的 流 动 性 （ 2） A、 B、 D （ 3） 蛋 白质 抑 制 剂 水 通 道 蛋 白【 解 析 】 （ 1） 从 题 中 所 给 材 料 可 知 ， 细 胞 膜 受 到 刺 激 可 使细 胞 膜 伸 展 突 起 ， 说 明 细 胞 膜 具 有 一 定 的 流 动 性 。 （ 2） 肿瘤 细 胞 的 浸 润 转 移 ， 需 进 行 变 形 运 动 ； 白 细 胞 吞 食 异 物 ，细 胞 膜 要 伸 出 伪 足 将 异 物 包 裹 ； 抗 体 的 分 泌 ， 细 胞 膜 要 出芽 进 行 胞 吐 ， 都 与 细 胞 膜 伸 展 突 起 相 关 。 葡 萄 糖 进 入 小 肠上

16、皮 细 胞 是 通 过 细 胞 膜 上 的 载 体 的 主 动 运 输 进 行 的 ， 与 上皮 细 胞 细 胞 膜 伸 展 突 起 无 关 。 （ 3） 要 证 明 水 的 快 速 内 流 是水 通 道 蛋 白 开 放 所 致 ， 自 变 量 是 细 胞 膜 上 水 通 道 蛋 白 开 放与 否 ， 因 变 量 是 否 大 量 进 入 细 胞 ， 因 此 ， 用 蛋 白 质 抑 制 剂抑 制 水 通 道 蛋 白 的 活 性 作 为 对 照 即 可 。 谨 言 慎 行 ， 多 为 对 方 留 一 些 余 地 ， 余 地 是 相 互的 ， 留 给 别 人 的 同 时 ， 也 留 给 了 自 己 。