第2节 生物膜的流动镶嵌模型

☆思考回答： 细胞膜、细胞器膜、核膜 主要是脂质、蛋白质、少量的糖类 1.生物膜系统包括哪些膜？ 细胞膜是由哪些成分构成的？ 2. 生物膜对物质的选择性吸收是否与其特 定的结构有关？ 细胞膜、细胞器膜、核膜 主要是脂质、蛋白质、少量的糖类

实验现象：________________________ 问题探讨1、对生物膜结构的探索历程 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：________________________ 假说： ______________________________________________________ 脂质分子更容易通过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的

磷脂分子 细胞膜中的磷脂是双层的 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 提出假说：___________________________ 细胞膜中的磷脂是双层的 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。

哺乳动物的红细胞 没有细胞核和众多的细胞器 细胞膜是由脂质和蛋白质组成的 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： ， 优点： 。 化学分析结果： ， 进一步实验，得出结论： 。 哺乳动物的红细胞 没有细胞核和众多的细胞器 细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解 细胞膜是由脂质和蛋白质组成的

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” 所有的生物膜都由____________________ 三层结构构成，中间亮层为_______________， 两边暗层为__________________，并且生物膜 为________的统一结构。 蛋白质－脂质－蛋白质 脂质分子 蛋白质分子 静态

有的平铺在脂质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中 4、对假说的质疑和修正。 小鼠细胞 绿色荧光染料标记的膜蛋白 细胞融合 40min 37 ℃ 杂交细胞 红色荧光染料标记的膜蛋白 人细胞 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 。 人鼠细胞融合，37℃下经过40min，两种颜色的荧光 ，该实验表明 。 有的平铺在脂质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中 均匀分布 细胞膜具有流动性

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

问题探讨2、流动镶嵌模型的基本内容 1、生物膜中脂质和蛋白质的分布： 2、细胞膜中糖的分布： 3、细胞膜的结构特点： ； 功能特点： 。 3、细胞膜的结构特点： ； 功能特点： 。 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） 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） 具有一定流动性 选择透过性

迁移训练1. 迁移训练2. A C 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.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 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( ) 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 A C

迁移训练3. A S/2 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 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 中，由于 作用，一段时间后细胞将破裂。 (3)再用 法获得纯净的细胞膜，上清液中含量最多的有机物是 。 (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 。 (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 。 (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 组成。如果单层磷脂分子的面积为S，则该细胞表面积为________。 A 清水 渗透 差速离心 血红蛋白 脂质 糖蛋白 磷脂双分子层 S/2

本节知识小结

【课堂自我检测】 C B A 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 ( ) 2个子细胞，与这一现象有关的细胞学基础是 ( ) 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 ( ) 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．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 C B A

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 ( ) 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 ( ) A．RNA B DNA C．磷脂 D．糖蛋白 B D

细胞膜中含有脂质物质，且它在膜中呈双层排列 细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、细胞核膜等生物膜 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 (2)题中所指细胞膜成分具有 的功能。 (3)膜中主要成分还有 ，请简要说明如何设计实验证明该物质的存在。 (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 。 细胞膜中含有脂质物质，且它在膜中呈双层排列 构成细胞膜的基本骨架 蛋白质 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) 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 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

“罗伯特森电镜实验” 蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图