生物膜的流动镶嵌模型赵妙121030

生物膜的生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型高一生物高一生物主讲教师：赵妙主讲教师：赵妙实验实验1、19世世纪纪末末“欧文欧文顿实验顿实验”1.根据根据实验现实验现象和有关知象和有关知识识提出假提出假说说。假假说说：_ 细细胞膜是由胞膜是由脂脂质质组组成的成的不溶于脂不溶于脂质质的物的物质质溶于脂溶于脂质质的物的物质质细细胞膜胞膜对生物膜的结构探索历程对生物膜的结构探索历程2.提取提取细细胞膜，分析膜成分。胞膜，分析膜成分。结论结论：细细胞膜中有脂胞膜中有脂质质和蛋白和蛋白质质。20世世纪纪初，科学家将初，科学家将细细胞膜从胞膜从哺乳哺乳动动物的物的红细红细胞胞中分离出来，中分离出来，发现细发现细胞膜胞膜不但会被溶解脂不但会被溶解脂质质的物的物质质溶解，也会被溶解，也会被蛋白蛋白酶酶分解。分解。磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组组成成的分子，磷酸的分子，磷酸“头头”部是部是亲亲水水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。亲亲水水头头部部疏水尾部疏水尾部时间时间：1925年年实验实验：两位荷：两位荷兰兰科学家用丙科学家用丙酮酮（一种有机（一种有机溶溶剂剂，可以溶解脂，可以溶解脂质质）从人的）从人的红细红细胞膜中胞膜中提取脂提取脂质质，在空气水界面上，在空气水界面上铺铺展成展成单单分子分子层层，测测得得单单分子分子层层的面的面积积恰好恰好为为红细红细胞表面胞表面积积的的2倍。倍。得出得出结论结论：细细胞膜中的脂胞膜中的脂质质分子排列分子排列为为两两层层科学家的科学家的实验实验3 细细胞膜的两胞膜的两侧侧都有水都有水环环境存在，境存在，磷脂分子在磷脂分子在细细胞膜中可能是怎胞膜中可能是怎样样排布的呢？排布的呢？亲亲水水头头部部疏水尾部疏水尾部磷磷脂脂双双分分子子层层水水水水蛋白蛋白质质在脂在脂质质双分子双分子层层中中是怎是怎样样分布的呢分布的呢？推推测测？40年代，曾年代，曾经经有学者推有学者推测测蛋白蛋白质质覆盖在脂覆盖在脂质质的两的两边边假假说说问题问题 1959年，年，罗罗伯特森伯特森（J.D.Robertson）用）用超薄切片技超薄切片技术获术获得了得了清晰的清晰的细细胞膜胞膜电镜电镜下的下的照片，照片，显显示暗示暗-明明-暗三暗三层层结结构。构。实验证实验证据据蛋白蛋白质质蛋白蛋白质质脂脂质质“三明治三明治”静静态态模型模型 标标本用干冰等本用干冰等冰冰冻冻。后用冷刀断开，。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。升温后暴露断裂面。蛋白蛋白质质镶镶在、嵌入、横跨在、嵌入、横跨在磷脂双分子在磷脂双分子层层中中蛋白蛋白质质在膜中的分布是在膜中的分布是不不对对称称的的冰冰冻蚀冻蚀刻刻电电子子显显微法微法变变形虫吞噬草履虫形虫吞噬草履虫静静态态生物膜模型无法解生物膜模型无法解释释的的现现象象新技新技术带术带来新模型来新模型 用用荧荧光染料光染料标记标记某种物某种物质质，利用其，利用其荧荧光特性，来反光特性，来反应应研究研究对对象的相关信息。象的相关信息。荧荧光光标记标记技技术术膜上的蛋白膜上的蛋白质质具有流具有流动动性性磷脂分子的运磷脂分子的运动动根据新的根据新的观观察和察和实验证实验证据，据，1972年桑格和尼克森年桑格和尼克森提出提出了了新的生物膜新的生物膜结结构模型构模型（即流即流动镶动镶嵌模型嵌模型）蛋白蛋白质质蛋白蛋白质质磷磷脂脂双双分分子子层层糖蛋白糖蛋白识别识别、保、保护护和和润润滑滑生物膜的流生物膜的流动镶动镶嵌模型是否已嵌模型是否已完美无缺呢？完美无缺呢？2003年度年度诺贝诺贝尔尔化学化学奖奖授予两名研究授予两名研究细细胞膜的美国科学家胞膜的美国科学家阿格雷和麦金阿格雷和麦金农农。以。以表彰他表彰他们们在在细细胞膜胞膜物物质质运运输输的通道的通道方面方面所做的所做的贡贡献。献。不断完善和不断完善和发发展的流展的流动镶动镶嵌模型嵌模型1.动动物物细细胞有胞有丝丝分裂分裂过过程中，程中，细细胞膜中央胞膜中央凹陷，最凹陷，最终缢终缢裂形成裂形成2个子个子细细胞，与胞，与这这一一现现象有关的象有关的细细胞学基胞学基础础是是 ()A.细细胞核具有排斥性胞核具有排斥性 B.细细胞胞质质具有流具有流动动性性 C.细细胞膜具有流胞膜具有流动动性性 D.细细胞具有周期性胞具有周期性C2.据研究据研究发现发现，胆固醇、小分子脂肪酸、，胆固醇、小分子脂肪酸、维维生素生素D等物等物质较质较容易容易优优先通先通过细过细胞膜，胞膜，这这是是因因为为()A.细细胞膜以磷脂双分子胞膜以磷脂双分子层层作基本支架作基本支架 B.磷脂双分子磷脂双分子层层内不同程度地内不同程度地镶镶嵌着嵌着 蛋白蛋白质质C.细细胞膜的胞膜的结结构特点是具有一定的流构特点是具有一定的流动动性性 D.细细胞膜是胞膜是选择选择透透过过性膜性膜A3.一位科学家一位科学家发现发现，当温度升高到一定，当温度升高到一定程度程度时时，细细胞膜的厚度胞膜的厚度变变小而面小而面积积增大，增大，这这是由于是由于细细胞膜的什么特性所决定的胞膜的什么特性所决定的()A.具有一定的流具有一定的流动动性性 B.是是选择选择透透过过性膜性膜 C.具有具有专专一性一性 D.具有运具有运输输物物质质的功能的功能A4.下列哪下列哪项项叙述不是叙述不是细细胞膜的胞膜的结结构特点构特点A.细细胞膜是胞膜是选择选择透透过过性膜性膜B.细细胞膜主要由磷脂分子和蛋白胞膜主要由磷脂分子和蛋白质质分子分子 构成构成C.细细胞膜的分子胞膜的分子结结构具有流构具有流动动性性D.有些蛋白有些蛋白质质分子可在膜的内外之分子可在膜的内外之间间移移动动A(2)将将选选取的上述材料放入取的上述材料放入_由于由于渗透作用，一段渗透作用，一段时间时间后后细细胞将破裂，然后再胞将破裂，然后再_获获得得纯净纯净的的细细胞膜。胞膜。5.某研究性学某研究性学习习小小组组欲研究欲研究细细胞膜的胞膜的结结构和构和成分，如果你是成分，如果你是课题组课题组成成员员，请请你回答下列你回答下列问题问题：(1)应选应选取人的哪种取人的哪种细细胞做胞做实验实验（）C蒸蒸馏馏水水离心离心练习练习B.口腔上皮口腔上皮细细胞胞 D.白白细细胞胞A.神神经细经细胞胞C.成熟的成熟的红细红细胞胞(3)若将若将细细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，中，经过经过充分充分搅搅拌后，下列能正确反拌后，下列能正确反应应其分布其分布的的图图是（是（）A磷脂分子在磷脂分子在细细胞膜中成双胞膜中成双层层排列排列(4)脂脂质单质单分子分子层层的面的面积积是是细细胞表面胞表面积积的的2倍，倍，说说明明_。(5)有有实验实验表明，将两种不同的海表明，将两种不同的海绵动绵动物的物的细细胞胞分散成分散成单单个的，然后将个的，然后将这这些些细细胞参在一起混合胞参在一起混合培养，培养，发现发现只有同种的只有同种的细细胞才能胞才能结结合。在合。在这这细细胞胞识别过识别过程中，起作用的是程中，起作用的是细细胞膜上的胞膜上的_。(6)1925年，年，Gorter Grendel用丙用丙酮酮提取提取细细胞膜胞膜的磷脂，并将它在空气的磷脂，并将它在空气水界面上展开水界面上展开时时，这这个个单层单层分子的面分子的面积积相当于原来相当于原来细细胞表面胞表面积积的的两倍，由此可以两倍，由此可以认为细认为细胞膜由胞膜由_组组成。如果成。如果单层单层磷脂分子的面磷脂分子的面积为积为S，则则该细该细胞表面胞表面积为积为_。磷脂双分子磷脂双分子层层S/2糖蛋白糖蛋白