1、第四章第二節 生物膜的流動鑲嵌模型從生理功能入手的科學研究從生理功能入手的科學研究19世紀末，歐文頓用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行了上萬次的實驗不溶于脂質的物質不溶于脂質的物質溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜細胞膜從實驗現象能推測出什么結論呢？思考與討論思考與討論: :最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對實驗現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質組成最初依據實驗現象和有關知識，經過嚴謹的推理和大膽的想像，提出設想，是一種常見的科學方法。假說還需要通過實驗觀察來證實。提出假說20世紀初，科學家將細胞膜

2、從哺乳動物的成熟的紅細胞中分離出來，化學分析膜表明：實驗證據從生理功能入手的科學探究從生理功能入手的科學探究膜的主要成分是脂質脂質和蛋白質蛋白質脂質和蛋白質是怎樣組合形成膜的呢？問題：問題：實驗：1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮從紅細胞中抽提出脂質，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的兩倍。科學家由此得出結論科學家由此得出結論：為什么磷脂在空氣為什么磷脂在空氣水界面鋪展成單分子層？水界面鋪展成單分子層？科學家是如何從這一現象推導出科學家是如何從這一現象推導出“脂質在細胞膜上排列脂質在細胞膜上排列為連續的兩層為連續的兩層”？小資料磷脂是組成細胞的主要脂質，是一種由甘

3、油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個親水磷酸“頭”部，和一個疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水水空氣空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”單分子層的面積恰為紅細胞表面積的單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2 2倍倍 1959年，羅伯特森利用電鏡，獲年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗得了清晰的細胞膜照片，顯示暗明明暗暗的三層結構。的三層結構。蛋白質蛋白質脂質蛋白質-脂質-蛋白質的“三明治”模型靜止模型的觀點靜止模型的觀點 蛋白質蛋白質脂質脂質蛋白質（三層結

4、構）蛋白質（三層結構）要點：要點：所有膜結構都相同所有膜結構都相同靜態的結構靜態的結構質疑：）各種生物膜功能不同，應該結構也不同）各種生物膜功能不同，應該結構也不同）細胞的生長、變形蟲的變形運動等現象）細胞的生長、變形蟲的變形運動等現象不好解釋不好解釋新的發現：隨著新技術的運用，科學家發現隨著新技術的運用，科學家發現膜蛋白并不是全部鋪在脂質的表面，膜蛋白并不是全部鋪在脂質的表面，有的蛋白質是鑲嵌在脂質雙分子層有的蛋白質是鑲嵌在脂質雙分子層中的。中的。小鼠細胞和人細胞融合實驗時間：時間：1970年 人物：人物：費雷和埃迪登等實驗：實驗：將人和鼠的細胞膜蛋白質用不同熒光染料標記后融合結論：細胞膜具

5、有流動性結論：細胞膜具有流動性 1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據的基礎上，提出了證據的基礎上，提出了流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型,為多為多數人所接受數人所接受1、細胞膜主要由流動的磷脂雙分子層和嵌在其中、細胞膜主要由流動的磷脂雙分子層和嵌在其中的蛋白質組成。還有少量的多糖。的蛋白質組成。還有少量的多糖。流動鑲嵌模型的基本內容：流動鑲嵌模型的基本內容： 2、磷脂分子以疏水性尾部相對朝向膜的內、磷脂分子以疏水性尾部相對朝向膜的內側，親水性頭部朝向膜的外側，組成生物側，親水性頭部朝向膜的外側，組成生物膜的基本骨架；膜的基本骨架；3、蛋白質或鑲嵌在脂雙層的表面，或嵌

6、入蛋白質或鑲嵌在脂雙層的表面，或嵌入在其內部，或橫跨整個磷脂雙分子層，表現在其內部，或橫跨整個磷脂雙分子層，表現出分布的不對稱性。出分布的不對稱性。4、在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的蛋白質與多糖結合形成的糖蛋白，叫做糖被。有些多糖與磷脂分子結合形成糖脂糖蛋白的作用：糖蛋白的作用：1有保護和潤滑作用，有保護和潤滑作用，2還與細胞膜表面的識別有密切關系還與細胞膜表面的識別有密切關系（2）膜蛋白的運動性）膜蛋白的運動性5、磷脂分子和大多數蛋白質是可以運、磷脂分子和大多數蛋白質是可以運動的，體現了動的，體現了膜的流動性膜的流動性（結構特點結構特點）（1）磷脂分子的運動性）磷脂分子的運動性小結：小結

7、：1.生物膜的組成：生物膜的組成：生物膜是由生物膜是由_和和_組成的。組成的。脂質脂質蛋白質蛋白質2.生物膜的流動鑲嵌模型。生物膜的流動鑲嵌模型。 生物膜的流動模型認為，生物膜的流動模型認為，_構成了膜的基構成了膜的基本骨架；構成生物膜的磷脂具有流動性；大多數蛋白質分本骨架；構成生物膜的磷脂具有流動性；大多數蛋白質分子也是可以運動的。子也是可以運動的。磷脂雙分子層磷脂雙分子層3.糖被的結構及功能。糖被的結構及功能。 糖被是細胞膜的外表，一層由細胞膜上的糖被是細胞膜的外表，一層由細胞膜上的_和和_結合形成的糖蛋白，其作用是結合形成的糖蛋白，其作用是_、_等。等。蛋白質蛋白質糖類糖類細胞識別細胞識

8、別保護潤滑保護潤滑：19世紀末，歐文頓發現 物質更容易透過細胞膜。 。20世紀初，對膜的化學分析結果指出膜主要由 和 組成。脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢？ 1925年 荷蘭科學家測得膜單分子層恰為紅細胞表面積的2倍，提出 . 1959年羅伯特森提出的“三明治”模型：所有生物膜都由 三層結構。 如果膜是靜態的，細胞的一些復雜功能又怎樣解釋呢？ 1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顧：對生物膜結構的探索歷程回顧：對生物膜結構的探索歷程溶于脂質的膜是由脂質組成脂質蛋白質脂質分子排列為連續的兩層蛋白質-脂質-蛋白質流動性流動鑲嵌模型不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！實戰演練實