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高中生物必修一生物膜的流动镶嵌模型本讲稿第一页，共三十六页一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程本讲稿第二页，共三十六页 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：结论结论结论结论：资料一资料一膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的.19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1895189518951895年年年年欧文顿（欧文顿（欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton）用用用用500500500500多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。本讲稿第三页，共三十六页2.2.2.2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题3.3.3.3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？和鉴定呢？和鉴定呢？和鉴定呢？当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现1.1.1.1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。本讲稿第四页，共三十六页胆胆 碱碱磷酸基磷酸基甘甘 油油脂肪酸脂肪酸 磷脂是一种由甘油，胆碱，脂肪酸和磷酸所组成的分磷脂是一种由甘油，胆碱，脂肪酸和磷酸所组成的分子子.本讲稿第五页，共三十六页 单层磷脂分子在空气单层磷脂分子在空气水界面上水界面上是如何排布的呢？是如何排布的呢？本讲稿第六页，共三十六页 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：结论结论结论结论：资料二资料二细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的1925192519251925年年年年荷兰科学家荷兰科学家荷兰科学家荷兰科学家GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelGrendel从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的积是细胞膜的积是细胞膜的积是细胞膜的2 2倍倍倍倍本讲稿第七页，共三十六页 双层磷脂分子是如何排布构成生物膜双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？结构的呢？A B C本讲稿第八页，共三十六页小资料小资料 科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过生物膜，并且生物膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶溶解。这些事实说明了什么？本讲稿第九页，共三十六页 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,化学分析表明:膜的主要成分是脂质和蛋白质.本讲稿第十页，共三十六页 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：提出模型提出模型提出模型提出模型：资料三资料三思考思考“三明治三明治三明治三明治”结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜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。功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。1959195919591959年年年年罗伯特森（罗伯特森（罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由“暗暗暗暗-亮亮亮亮-暗暗暗暗”的三层结构的三层结构的三层结构的三层结构构成构成构成构成。生物膜是由生物膜是由生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构本讲稿第十一页，共三十六页 能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的？能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的？本讲稿第十二页，共三十六页返回本讲稿第十三页，共三十六页白细胞吞噬病毒的过程白细胞吞噬病毒的过程本讲稿第十四页，共三十六页 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：资料四资料四1970197019701970年年年年Larry FryeLarry FryeLarry FryeLarry Frye等等等等将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光.本讲稿第十五页，共三十六页本讲稿第十六页，共三十六页 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：结论结论结论结论：资料四资料四1970197019701970年年年年Larry FryeLarry FryeLarry FryeLarry Frye等等等等将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性本讲稿第十七页，共三十六页荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图本讲稿第十八页，共三十六页时间时间时间时间：人物人物人物人物：提出提出提出提出：19721972年年桑格和尼克森桑格和尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型本讲稿第十九页，共三十六页流动镶嵌模型的基本内容：1 1 1 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2 2 2 2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。双分子层。双分子层。双分子层。3 3 3 3、生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性。4 4 4 4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成、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。的糖蛋白，叫做糖被。的糖蛋白，叫做糖被。的糖蛋白，叫做糖被。5 5 5 5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。成的糖脂。成的糖脂。成的糖脂。本讲稿第二十页，共三十六页磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同,呈现了膜呈现了膜的不对称性的不对称性;糖类在细胞膜中的分布很少糖类在细胞膜中的分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈现了膜的不对称性也呈现了膜的不对称性.因此因此,根据糖蛋白的分布根据糖蛋白的分布,可以判断细可以判断细 胞膜的内外侧。胞膜的内外侧。膜的不对称性膜的不对称性本讲稿第二十一页，共三十六页1.1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.2.2.2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技 术的进步所起到怎样的作用？术的进步所起到怎样的作用？术的进步所起到怎样的作用？术的进步所起到怎样的作用？实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。思考思考本讲稿第二十二页，共三十六页3.3.分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。科学研究的过程离不开技术的支持。科学研究的过程离不开技术的支持。科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察的基础上，科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地去验通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地去验证。证。科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的过程。科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的过程。科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科学科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科学学说不是一成不变的，需要不断完善。学说不是一成不变的，需要不断完善。下一页本讲稿第二十三页，共三十六页本讲稿第二十四页，共三十六页 电子显微镜是用电子束来照射被检验样品。由于样电子显微镜是用电子束来照射被检验样品。由于样品不同部位本身组成物质的不同品不同部位本身组成物质的不同,比如（比如（27：25）本身碳、）本身碳、氢、氧、氢、氧、氮、氮、磷、这种形成化学键的电子排布不同，而磷、这种形成化学键的电子排布不同，而电子与蛋白质和磷脂不同的原子发生碰撞，对电子有不电子与蛋白质和磷脂不同的原子发生碰撞，对电子有不同散射度，同散射度，蛋白质电子密度高蛋白质电子密度高,显得灰暗，磷脂分子的电子显得灰暗，磷脂分子的电子密度低，光亮。密度低，光亮。小资料小资料本讲稿第二十五页，共三十六页六、复习小结：六、复习小结：对生物膜结构的探索历程：对生物膜结构的探索历程：1 1、1919世纪末，欧文顿提出：膜由世纪末，欧文顿提出：膜由 组成；组成；2 2、2020世纪初，化学分析得出：膜的成分是世纪初，化学分析得出：膜的成分是和和 ；3 3、19251925年，荷兰科学家得出：脂质分子是年，荷兰科学家得出：脂质分子是 的；的；4 4、19591959年，罗伯特森在电镜观察下得出：年，罗伯特森在电镜观察下得出：的三分层结构；的三分层结构；5 5、19701970年，用荧光标记技术证明：膜具有年，用荧光标记技术证明：膜具有 性；性；6 6、19721972年，桑格和尼克森提出：年，桑格和尼克森提出：模型。模型。本讲稿第二十六页，共三十六页流动镶嵌模型的基本内容：1 1 1 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2 2 2 2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。分子层。分子层。分子层。3 3 3 3、生物膜具有一定的流动性。、生物膜具有一定的流动性。、生物膜具有一定的流动性。、生物膜具有一定的流动性。4 4 4 4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合、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。形成的糖蛋白，叫做糖被。形成的糖蛋白，叫做糖被。形成的糖蛋白，叫做糖被。5 5 5 5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。成的糖脂。成的糖脂。成的糖脂。本讲稿第二十七页，共三十六页 你能不能用一个平面简图来表示生物膜的流动你能不能用一个平面简图来表示生物膜的流动镶嵌模型？镶嵌模型？本讲稿第二十八页，共三十六页本讲稿第二十九页，共三十六页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等物质较等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（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课堂反馈课堂反馈 C本讲稿第三十页，共三十六页2、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，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B本讲稿第三十一页，共三十六页3、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A本讲稿第三十二页，共三十六页5、一分子一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（）A.6 B.8 C.12 D.16B下一页本讲稿第三十三页，共三十六页静态的蛋白质静态的蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模式图蛋白质三层结构模式图返回本讲稿第三十四页，共三十六页返回本讲稿第三十五页，共三十六页不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜返回返回本讲稿第三十六页，共三十六页