生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)

第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

一：對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程提出問題實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證提出假設(shè)引出問題建立模型完善模型為什么生物膜能控制物質(zhì)進(jìn)出？這與生物膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？歐文頓試驗(yàn)細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成提取細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)成分分析脂質(zhì)和蛋白質(zhì)如何構(gòu)成細(xì)胞膜？實(shí)驗(yàn)研究1：脂質(zhì)在細(xì)胞膜中如何排列？實(shí)驗(yàn)研究2：蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜中如何分布？蛋白質(zhì)---脂質(zhì)---蛋白質(zhì)靜態(tài)模型流動(dòng)鑲嵌模型應(yīng)用化學(xué)手段分析表明：Year20世紀(jì)初資料2、其他科學(xué)家實(shí)驗(yàn)1、膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。1、制備純凈細(xì)胞膜選用什么材料？2、為什么選用該材料？2、組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多Year1917年資料3、磷脂分子結(jié)構(gòu)美國(guó)科學(xué)家朗姆瓦指出：磷脂分子的頭部是親水的，尾部是疏水的。

CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部頭部(親水)(疏水)磷酸Year1917年磷脂分子的排布活動(dòng)一：請(qǐng)根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，建構(gòu)磷脂分子在空氣—水界面的分布模型。水空氣

自主探究Year1917年活動(dòng)二：細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？膜外（水溶液）膜內(nèi)（水溶液）磷脂分子的排布Year1917年提出假說：磷脂分子在細(xì)胞膜中排列為雙分子層

磷脂分子的排布Year資料4、荷蘭科學(xué)家實(shí)驗(yàn)從紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！1925年Year1959年資料4、“三明治”結(jié)構(gòu)模型

羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。兩層暗一層亮Year1959年

羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子的排布

結(jié)論：生物膜為“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模型“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”結(jié)構(gòu)模式圖

探究歷程（“三明治”模型）“三明治”模型無(wú)法解釋的現(xiàn)象Year1970年資料6、人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)弗雷和埃迪登(Frye和Edidin):人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:細(xì)胞膜具有流動(dòng)性Year1972年流動(dòng)鑲嵌模型的誕生桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型——流動(dòng)鑲嵌模型二：流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1：膜的基本支架磷脂雙分子層（具有流動(dòng)性）將標(biāo)本用干冰（或液氮）冰凍后斷開，升溫后暴露斷裂面,在電鏡下觀察到的蛋白質(zhì)分布模型如下：鑲-----嵌-----貫穿2：蛋白質(zhì)分子在膜中的位置蛋白質(zhì)的分布體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性3：膜的結(jié)構(gòu)特性具有一定的流動(dòng)性（原因：磷脂和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是可以運(yùn)動(dòng)的）膜的功能特性：選擇透過性實(shí)例-----1：白細(xì)胞吞噬病菌2：變形蟲攝食3：植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原有保護(hù)和潤(rùn)滑作用，還與細(xì)胞膜表面的識(shí)別有密切