第4章第2节-生物膜的流动镶嵌模型(上课用)

生物课堂第2节生物膜的流动镶嵌模型一、科学家对细胞膜结构的探索历程P65－68时间：19世纪末1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500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。提出假说：膜是由脂质组成的资料一20世纪初，科学家将膜从哺乳动物的红细胞分离出来，通过化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。欧文顿推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为两层用丙酮从人红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺成单层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。脂质分子在细胞膜中是如何排列的呢？两层脂质分子又是如何排列的呢？亲水头部疏水尾部磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。磷脂在空气－水界面上铺成单层分子，该如何排列？C、H、O、N、P磷脂分子组成元素：ABCDA两层脂质分子是怎样排列的呢？ACB时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成。提出假说：蛋白质位于脂双层的什么位置呢？(暗—亮—暗)生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构“静态”结构模型有什么不足？对蛋白质—脂质—蛋白质三层结构的补充有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？细胞融合37℃40min1970年，科学家做了如下实验：细胞膜上的蛋白质具有流动性实验证明：人细胞小鼠细胞杂交细胞1972年，桑格和尼克森，提出：流动镶嵌模型磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白1、磷脂双分子为基本支架；2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面；有的部分或全部嵌入磷脂双分子层；有的贯穿于整个磷脂双分子层；3、磷脂双分子层与大多数蛋白质分子都可以运动，具有流动性。二、流动镶嵌模型的主要内容：细胞膜的结构特点：具有一定的流动性1、细胞膜(生物膜)的成分2、细胞膜(生物膜)的结构3、细胞膜的功能脂质(磷脂)，蛋白质，糖类流动镶嵌模型⑴将细胞与外界环境分隔开⑵控制物质进出细胞⑶进行细胞间的信息交流三、生物膜（细胞膜）总结：4、细胞膜(生物膜)的功能特点：5、细胞膜(生物膜)的结构特点：具有选择透过性具有一定的流动性6、流动镶嵌模型结构图：磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白多糖①糖蛋白②磷脂双分子层③蛋白质糖蛋白：在细胞膜外表，有一层由细胞模上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它有识别、保护、润滑等作用。糖脂：除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。拓展知识：第3节物质跨膜运输的方式1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？1、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。自由扩散协助扩散一、被动运输和主动运输：2、主动运输：物质进出细胞，逆浓度梯度的运输，称为主动运输。小分子的跨膜运输类型：3种主动运输协助扩散自由扩散被动运输主动运输自由扩散协助扩散1、自由扩散特点：•从高浓度到低浓度；•不需要载体蛋白的协助；•不消耗能量。如：水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。2、协助扩散特点：从高浓度到低浓度；需要载体蛋白的协助；不需要能量。如：葡萄糖分子进入红细胞。28自由扩散（freediffusion）协助扩散（facilitateddiffusion）物质顺浓度梯度扩散进出细胞，统称为被动运输。包括自由扩散和协助扩散被动运输：自由扩散和协助扩散相同点和不同点：都是顺浓度梯度运输，都不需要能量自由扩散不需要载体，协助扩散需要载体3、主动运输特点：从低浓度到高浓度；需要载体蛋白的协助；需要能量（ATP)。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。载体具有转一性，不同的离子需要不同的载体运输。主动运输为了能维持生命活动的正常进行，生物体主要靠主动运输来获取营养物质。主动运输具有重要的意义：细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。1、细胞摄取大分子－－胞吞作用消耗能量需要消耗能量吗？体现了膜具有流动性二、胞吞、胞吐：人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，是细胞的什么作用，对于人体有什么作用？2、细胞外排大分子－－胞吐作用消耗能量运输速率细胞外浓度自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白有专一性，且数量是有限的细胞外浓度运输速率能量（ATP）运输速率细胞外浓度三种跨膜运输的曲线表示：协助扩散自由扩散物质的跨膜运输方式主动运输小分子物质大分子物质胞吞胞吐消耗能量顺浓度梯度被动运输载体蛋白