1、生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型第四章 细胞的物质输入和输出 第2节人教版掌握对生物膜的探究过程掌握对生物膜的探究过程0101 目录 contents掌握生物膜流动镶嵌模型的基本内容掌握生物膜流动镶嵌模型的基本内容理解细胞膜的流动性结构特点理解细胞膜的流动性结构特点02020303温故知新将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞控制物质进出细胞进行细胞间的信息传递进行细胞间的信息传递细胞膜的功能是什么？细胞膜的功能是什么？生物结构与功能相适应生物结构与功能相适应对生物膜的探索历程01膜成分研究不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的
2、物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜1919世纪末世纪末 欧文顿欧文顿欧文顿欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜更容易通过细胞膜膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜成分研究20世纪初 科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质脂质和蛋白质红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜膜静态模型的建立1925年荷兰科学家(E.Gorter&F.Grendel)实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰
3、为该红细胞红细胞表面积表面积的两倍。细胞膜中的脂质分必然细胞膜中的脂质分必然排列为连续的两层排列为连续的两层磷脂分子结构磷脂磷脂是一种由是一种由甘油甘油、磷酸磷酸和和脂肪酸脂肪酸所组成的分子。所组成的分子。磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部是疏水的部是疏水的水空气拓展：脂质体 是一种人工膜是一种人工膜。在水中磷脂分子亲水头部插入水中脂质体疏水尾部伸向空气，搅动后形成双层脂分子的球形脂质体，直径为251000nm不等。球形脂质体球形脂质体应用脂质体中裹入DNA可有效地将其导入细胞中，常用转基因实验。临床治疗，脂质体裹入不同药物或酶等特殊功能的生物大分子，治疗多种疾病。
4、与单克隆技术结合，可使药物更有效地作用于靶细胞减少对机体的损伤。膜静态模型的建立“三明治三明治”结构模型结构模型 生物膜由蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质三层结构构成。要点：所有膜结构都相同静态的结构1935年 J.Danielli&H.Davson 利用电镜，获得了清晰的细胞利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示膜照片，显示暗暗明明暗暗的三层的三层结构。结构。1959年年 罗伯特森罗伯特森膜动态模型的建立蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。电镜冷冻蚀刻技术电镜冷冻蚀刻技术 1970年 费雷和埃迪登等实验：实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料
5、标记后融合小鼠细胞和人细胞融合实验小鼠细胞和人细胞融合实验提问：提问：为什么是37？生物膜具有流动性生物膜具有流动性探索历程探索历程对膜成分的认识探究分子的排列构建相应模型修正完善模型流动镶嵌模型的基本内容02流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜主要由细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中流动的磷脂双分子层和嵌在其中的蛋白质的蛋白质组成。还有少量的组成。还有少量的多糖多糖。磷脂双分子磷脂双分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成水性头部朝向膜的外侧，组成生物膜的基本骨架生物膜的基
6、本骨架；蛋白质蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌插或镶嵌在脂双层的表面，或嵌插在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的的不对称性不对称性。大多数蛋白质也是可以运动的。大多数蛋白质也是可以运动的。糖被糖被 在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白。的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白。糖脂糖脂有些多糖与磷脂分子结合形成。有些多糖与磷脂分子结合形成。糖蛋白的作用：糖蛋白的作用：1.1.有保护和润滑作用，有保护和润滑作用，2.2.还与细胞膜表面的识别有密切关系还与细胞膜表面的识别有密切关系流动镶嵌模型与蛋
7、白质流动镶嵌模型与蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构蛋白质三层结构模型有何异同？模型有何异同？思考思考1.流动镶嵌模型流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布认为蛋白质在膜中的分布是是不均匀不均匀的。的。而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧。层的两侧。2.流动镶嵌模型流动镶嵌模型强调组成膜的分子是强调组成膜的分子是运动运动的。的。而三层结构认为生物膜是静止结构。而三层结构认为生物膜是静止结构。都认为组成细胞膜的主要物质是都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质脂质和蛋白质。相同点不同点流动性与选择透过性03生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成
8、结构组成结构探究结构探究历程历程共建概念图共建概念图流动性流动性蛋白质蛋白质磷脂双分磷脂双分子层子层选择透选择透过性过性决决定定细胞膜的流动性是选择透过性的基础细胞膜的流动性是选择透过性的基础 生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看法。？说说你的看法。Wallach 1975 提出晶格镶嵌模型。认为，膜蛋白对脂类分子的运动有限制作用，镶嵌蛋白和其周围的脂类分子形成膜中晶态部分，而具有流动性的脂类呈小片的点状分布。因此，脂类的流动性是局部的，并非整个脂类双分子都在进行流动，这就比较合理地解释了生物膜既具有流动性又可以保持相对完整性和稳定性的原因Wal
9、lach 1975 提出晶格镶嵌模型。认为，膜蛋白对脂类分子的运动有限制作用，镶嵌蛋白和其周围的脂类分子形成膜中晶态部分，脂类的流动性是局部的，并非整个脂类双分子都在进行流动，这就比较合理地解释了生物膜既具有流动性又可以保持相对完整性和稳定性的原因。Wallach 1975 提出晶格镶嵌模型。认为，膜蛋白对脂类分子的运动有限制作用，镶嵌蛋白和其周围的脂类分子形成膜中晶态部分，而具有流动性的脂类呈小片的点状分布。因此，脂类的流动性是局部的，并非整个脂类双分子都在进行流动，这就比较合理地解释了生物膜既具有流动性又可以保持相对完整性和稳定性的原因Jain&White 1977 提出板块镶嵌模型。认为
10、在流动的脂双分子层中存在许多大小不同、刚性较大的能独立移动的脂类板块，这些有序结构板块间存在流动的脂类，二者处于连贯的动态平衡Wallach 1975 提出晶格镶嵌模型。认为，膜蛋白对脂类分子的运动有限制作用，镶嵌蛋白和其周围的脂类分子形成膜中晶态部分，而具有流动性的脂类呈小片的点状分布。因此，脂类的流动性是局部的，并非整个脂类双分子都在进行流动，这就比较合理地解释了生物膜既具有流动性又可以保持相对完整性和稳定性的原因1988年，提出脂筏模型。即脂双分子层并不是一个完全均匀的二维流体，内部存在富含胆固醇、鞘脂和特定种类膜蛋白的微区，这一区域较厚且较少流动，被称为脂筏;其如同一个蛋白质停泊的平台
11、，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系1.生物膜的组成：生物膜的组成：2.生物膜的流动镶嵌模型。生物膜的流动镶嵌模型。生物膜的流动模型认为，生物膜的流动模型认为，_ 构成了膜的基本骨架；构成了膜的基本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分子也是可以运构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分子也是可以运动的。动的。3.糖被的结构及功能。糖被的结构及功能。糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_和和_结合形成的糖蛋白，其作用是结合形成的糖蛋白，其作用是_、_等。等。课堂练习课堂练习:生物膜是由生物膜是由_和和_组成的组成的。脂质蛋白质磷脂双分子层
12、蛋白质糖类细胞识别 免疫反应1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（）A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜 B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C细胞膜的分子结构具有流动性细胞膜的分子结构具有流动性 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动2人人体体某某些些白白细细胞胞能能进进行行变变形形运运动动、穿穿出出小小血血管管壁壁，吞吞噬噬侵侵入入人人体体内内的的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）。）。A选择透过性选择透过性 B保护作用保护作用 C流动性流动性 D自由扩散自由扩散3一一位位细细胞胞学学家家发发现现，当当温温度度升升高高到到一一定定程程度度时时，细细胞胞膜膜的的面面积积增增大大而而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（厚度变小，其决定因素是细胞膜的（）。）。A结构特点具有流动性结构特点具有流动性 B选择透过性选择透过性 C专一性专一性 D具有运输物质的功能具有运输物质的功能 课堂练习课堂练习:ACA
