1、一、对生物膜结构的探索历程,1.对生物膜成分的探索脂质和蛋白质,欧文顿实验,19世纪末，欧文顿用500多种 化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验发现：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。,对欧文顿假设的验证,20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞提取出来。,化学分析表明，膜的主要成分是由脂质和蛋白质,得出结论：,细胞膜中还含有蛋白质,根据相似相溶原理，提出假设：,膜是由脂质组成的,2.对生物膜结构的探索磷脂双分子层,荷兰科学家的实验,1925年，两位荷兰科学家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为红细胞表面积的两倍。,膜中
2、脂质分子排列为连续两层,结论：,膜中磷脂分子怎样排成两层呢？请画图,磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子,尾部,头部,【拓展】磷脂分子的结构,疏水,亲水,A,B,C,D,【课堂思考】在水空气介面，磷脂分子是如何排列的？,3.对生物膜架构的探索 脂质和蛋白质的排布方式（一）,罗伯特森的实验和模型,1959年，罗伯特森用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗亮暗的三层结构,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,提出假说：,缺陷：不能解释细胞膜的流动性，如变形虫的变形运动。,【拓展】罗伯特森的三明治模型：,单位膜模型,1、蛋白质在膜中分布的对称性 2、静态结构,不能解释
3、细胞膜的流动性,3.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式（二）,细胞冰冻蚀刻实验,蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中,蛋白质在膜中的分布是不对称的,镶,嵌入,横跨,科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。,4.新技术带来新模型（一）,人-鼠细胞融合实验（荧光标记实验),细胞膜上的蛋白质具有流动性,结论：,这一实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性,4.新技术带来新模型（二）,1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型,【典型例题】,对生物膜结构模型的探究历经了100多年的时间，目前仍在研究之中。在这期间，无数科学家积极投身该项研究之中并各自取得一定的进展
4、。下列叙述正确的是 （ ） A19世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次实验，最终推测膜上含有蛋白质 B1925年，两位荷兰科学家提取出蛙红细胞内所有脂质，最终确定膜上的磷脂为双层 C1959年，罗伯特森获得细胞膜“暗亮暗”的电镜照片，认为蛋白质分布于膜两侧 D1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，认为膜上所有磷脂和蛋白质都是运动的,C,有的镶嵌在磷脂双分子层表面；有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中；有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）,二、流动镶嵌模型的基本内容,磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性。,-膜的基本支架,【拓展】细胞膜外侧的糖蛋白
5、与细胞识别,动物细胞间的信息交流常见模式,图1体现了通过体液运输实现细胞间的间接交流，图2体现了细胞与细胞间的直接交流，都依赖于细胞膜的糖蛋白（受体）。,【典型例题】,如图中甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图。下列有关描述错误的是（ ）,A 图甲中的是细胞膜的基本骨架 B 图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分 C 图甲中与细胞的选择吸收有关，可作为气味分子的受体并完成信息的传递 D 将图乙平展在水面上，a部分与水面接触,B,三、生物膜的基本特点,结构特点： 功能特点：,具有一定流动性,选择透过性,生物膜,结构特点,功能特点,结构探究历程,决定,流动性,选择透过
6、性,磷脂双分子层,蛋白质分子,结构组成,1.细胞膜的结构特点与功能特性的不同点,(1)结构特点是具有一定的流动性，温度对此特点的影响是在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大。 (2)功能特性是具有选择透过性，影响此特性的内因是细胞膜上载体的种类和数量。 (3)二者存在的关系是：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能表现出选择透过性。,功能越复杂的膜中，蛋白质数量越多。 细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细
7、胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。,2.细胞膜结构与功能相关的4个注意点,一、对生物膜结构的探索历程1.细胞膜的成分欧文顿的实验：细胞膜含有脂质其他科学家的实验：细胞膜含有蛋白质2.细胞膜的结构荷兰科学家的实验：细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为连续的双分子层；罗伯特森的实验：生物膜为三层统一的静态结构；荧光标记实验：细胞膜具有一定的流动性；二.流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分子层构成了膜的基本支架；蛋白质分子镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层上；三.生物膜的基本特点结构特点：具有一定的流动性； 功能特性：具有选择透过性。,课堂小结,【典型例题】,科学工作者用不同颜色的荧光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白
8、后，进行细胞融合实验（如图所示）。该实验说明 （ ）,A膜蛋白是可以移动的 B两种细胞的膜蛋白种类相同 C膜蛋白可以起生物催化作用 D膜蛋白能控制某些物质出入细胞,A,四、控制物质进出功能的验证,(1)染色剂进入实验,(2)色素透出实验,正常情况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是因为细胞液中有某种色素分子，若将有颜色的植物组织放入清水中，色素分子不能透出，若用高温、强酸或强碱处理则可导致原生质层失活，此时色素分子就会从细胞液中透出，外界溶液将呈现色素颜色。如：,【典型例题】,水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是( ),A.死细胞与活细胞的核酸结构不同 B.死细胞与活细胞的核酸含量不同 C.活细胞能分解染色剂PI D.活细胞的细胞膜阻止PI的进入,D,
