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生物膜的流动镶嵌模型


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第2节 生物膜的流动镶嵌模型

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第2节 生物膜的流动镶嵌模型

本节聚焦 ?生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么? ?通过分析科学家建立生物膜模型的过程, 你对科学的过程和方法有哪些领悟?

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一 细胞膜的成分: 脂质(主要是磷脂):约占50% 蛋白质: 糖类: 约占40% 约占2~10%

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一 细胞膜的成分: 脂质(主要是磷脂):约占50% 蛋白质: 糖类: 约占40% 约占2~10%

?它们构成的细胞膜是一种“选择透过性膜” 。这种膜 的特点是:水分子可以自由通过,一些离子和小分 子也可以通过,而其他离子与小分子、大分子则不 能通过。 ?它是怎样的结构?它如何行使这一功能?
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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的? 提示一:磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的? 提示一:磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成 亲水性磷酸头部

疏水性脂肪酸尾部

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
(1)问:单纯由磷脂构成的膜,在空气—水界面上如 何排列?

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
(1)问:单纯由磷脂构成的膜,在空气—水界面上如 何排列?

磷脂分子可以在空气和水的界面上 展开为一层
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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
(2)问:搅拌水面,使磷脂分子都进入水中,它们在 水中将如何排列更稳定:

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
(2)问:搅拌水面,使磷脂分子都进入水中,它们在 水中将如何排列更稳定:



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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
(3)问:细胞内、外都有水,磷脂构成的膜应该是什 么情况?

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
(3)问:细胞内、外都有水,磷脂构成的膜应该是什 么情况?

磷脂双分子层

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
资料 1:1925 年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞 中提取脂质,在空气—水界面铺展成单分子层,测得 单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2 倍。

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二 探索细胞膜的结构 1.细胞膜的主要成分是磷脂,它是如何排列的?
资料 1:1925 年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞 中提取脂质,在空气—水界面铺展成单分子层,测得 单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2 倍。

说明:细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。

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二 探索细胞膜的结构 2.蛋白质在细胞膜的位置:
资料 2:1959 年罗伯特森(J.D.Robertson)在电镜下 看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

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二 探索细胞膜的结构 2.蛋白质在细胞膜的位置:
资料 2:1959 年罗伯特森(J.D.Robertson)在电镜下 看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

蛋白质
提出三层结构的 生物膜模型 (静态结构)
磷脂双分子层

蛋白质

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二 探索细胞膜的结构 2.蛋白质在细胞膜的位置:
资料 2:1959 年罗伯特森(J.D.Robertson)在电镜下 看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

补充:部分蛋白质镶嵌、贯穿在脂质双分子层中

不足:如果是这种静态的膜,复杂的细胞功能将难以 实现,连细胞的生长、变形虫的变形运动都不能解释。
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二 探索细胞膜的结构
资料 3:1970 年,科学家用发绿色荧光的染料标记小 鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记 人细胞表面的蛋白质分子, 将小鼠细胞和人细胞融合。 这两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光, 另一半发红色荧光。在 37℃下经过 40min,两种颜色 的荧光均匀分布。
红色荧光 染料标记 的膜蛋白 绿色荧光 染料标记 的膜蛋白
人细胞

37℃ 细胞融合 40min

小鼠细胞

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二 探索细胞膜的结构
红色荧光 染料标记 的膜蛋白 绿色荧光 染料标记 的膜蛋白
人细胞

37℃
细胞融合 40min

小鼠细胞

说明:细胞膜具有流动性
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二 探索细胞膜的结构 —— 1972年,桑格与尼克森提出了“流动 镶嵌模型”:

磷脂分子 磷脂双分子层 糖蛋白 蛋白质分子

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二 探索细胞膜的结构 3.细胞膜上的糖被:(糖蛋白)

作用:

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二 探索细胞膜的结构 3.细胞膜上的糖被:(糖蛋白)

作用:
①消化道、呼吸道表面的糖被有保护和润滑作用 ②细胞间的识别

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二 探索细胞膜的结构 3.细胞膜上的糖被:(糖蛋白)

作用:
①消化道、呼吸道表面的糖被有保护和润滑作用 ②细胞间的识别 4.除糖被外,细胞膜表面还有糖脂。

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练习

1. 下列物质中,易通过细胞膜的是( A. 淀粉 B. 脂肪酸 C. 蛋白质 D. 糖类



2. 细胞膜在功能上的特性是________________, 结构特点是________________________。

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练习

1. 下列物质中,易通过细胞膜的是( B ) A. 淀粉 B. 脂肪酸 C. 蛋白质 D. 糖类

2. 细胞膜在功能上的特性是________________, 结构特点是________________________。

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练习

3. 食醋中的醋酸分子是活细胞所不选择的小分子物 质,蔗糖是活细胞需要的大分子物质。用食醋和蔗糖 可以将新鲜的蒜头腌制成糖醋蒜,其原因是( A. 醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙里 B. 醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面 C. 腌制时间长,两种物质缓慢地进入细胞内部 D. 醋酸杀死细胞,使细胞膜失去选择透过性 )

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练习

3. 食醋中的醋酸分子是活细胞所不选择的小分子物 质,蔗糖是活细胞需要的大分子物质。用食醋和蔗糖 可以将新鲜的蒜头腌制成糖醋蒜,其原因是( D ) A. 醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙里 B. 醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面 C. 腌制时间长,两种物质缓慢地进入细胞内部 D. 醋酸杀死细胞,使细胞膜失去选择透过性

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练习

4. 苋菜用清水不管怎么洗,清水都不见红色物质,但 若放入沸水中一烫,水立刻变成红色,这个现象是因 为( ) A. 在清水中没有物质出入 B. 在清水中细胞膜没有选择透过性 C. 沸水使细胞膜失去选择透过性 D. 沸水中色素分解成水分子物质

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练习

4. 苋菜用清水不管怎么洗,清水都不见红色物质,但 若放入沸水中一烫,水立刻变成红色,这个现象是因 为( C ) A. 在清水中没有物质出入 B. 在清水中细胞膜没有选择透过性 C. 沸水使细胞膜失去选择透过性 D. 沸水中色素分解成水分子物质

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