齐鲁医学细胞膜的流动镶嵌模型-ppt.pptx
2021/7/27 星期二1 根据细胞膜结构与功能相适应的观点，根据细胞膜结构与功能相适应的观点，你会选择哪一种材料做细胞膜，为什么？你会选择哪一种材料做细胞膜，为什么？A:A:塑料袋塑料袋B:B:编织袋编织袋C:C:普通皮普通皮D:D:弹力布弹力布选择依据选择依据:系统的边界系统的边界 薄薄 选择透过性选择透过性 伸缩性伸缩性2021/7/27 星期二2一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程2021/7/27 星期二3 时间时间时间时间：19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1895189518951895年年年年 人物人物人物人物：欧文顿（：欧文顿（：欧文顿（：欧文顿（E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton）实验实验实验实验：用：用：用：用500500500500多种物质对植物细胞进行上万次的通多种物质对植物细胞进行上万次的通多种物质对植物细胞进行上万次的通多种物质对植物细胞进行上万次的通 透性实验透性实验透性实验透性实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。细胞膜进入细胞。细胞膜进入细胞。细胞膜进入细胞。实验一实验一2021/7/27 星期二4不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜提出假说：提出假说：膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的。2021/7/27 星期二5 2.2.2.2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行 提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题 3.3.3.3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离 和鉴定呢？和鉴定呢？和鉴定呢？和鉴定呢？当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现1.1.1.1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。2021/7/27 星期二6实验:采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血影).化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质。时间：20世纪初实验二实验二2021/7/27 星期二7 脂质和蛋白质是怎样有机结合构脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？成膜的呢？2021/7/27 星期二8 时间时间时间时间：1925192519251925年年年年 人物人物人物人物：荷兰科学家：荷兰科学家：荷兰科学家：荷兰科学家GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelGrendel 实验实验实验实验：用丙酮：用丙酮：用丙酮：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气从人的红细胞中提取脂质，在空气从人的红细胞中提取脂质，在空气从人的红细胞中提取脂质，在空气水水水水界面上铺成界面上铺成界面上铺成界面上铺成单层分子单层分子单层分子单层分子。发现展开层后的脂单层面。发现展开层后的脂单层面。发现展开层后的脂单层面。发现展开层后的脂单层面积是红积是红细胞的表面积的细胞的表面积的2倍倍 提出假说提出假说提出假说提出假说：实验三实验三细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的2021/7/27 星期二9磷脂分子的结构磷脂分子的结构尾部尾部头部头部亲水亲水疏水疏水磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部是疏水的。部是疏水的。2021/7/27 星期二10水水空气界面空气界面2021/7/27 星期二11 时间时间时间时间：1959195919591959年年年年 人物人物人物人物：罗伯特森（：罗伯特森（：罗伯特森（：罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.Robertsen）实验实验实验实验：在电镜下看到细胞膜清晰的：在电镜下看到细胞膜清晰的：在电镜下看到细胞膜清晰的：在电镜下看到细胞膜清晰的暗暗暗暗亮亮亮亮暗暗暗暗的三层的三层的三层的三层结构。结构。结构。结构。实验四实验四2021/7/27 星期二12 提出假说：生物膜是由提出假说：生物膜是由“蛋白质蛋白质脂脂 质质蛋白质蛋白质”的三层结构构成的静态的三层结构构成的静态统一结构统一结构2021/7/27 星期二13“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层的统一结构模式三层的统一结构模式图图2021/7/27 星期二14“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三明治结构三明治结构模型有什么不足？模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾与膜功能的多样性相矛盾.2021/7/27 星期二15举例说明细胞膜静态统一结构不举例说明细胞膜静态统一结构不通通变形虫的变形运动变形虫的变形运动植物细胞的质壁分离植物细胞的质壁分离动物细胞吸水膨胀和失水皱缩动物细胞吸水膨胀和失水皱缩2021/7/27 星期二16 时间时间时间时间：1970197019701970年年年年 人物人物人物人物：Larry FryeLarry FryeLarry FryeLarry Frye等等等等 实验实验实验实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布匀分布匀分布匀分布 提出假说提出假说提出假说提出假说：细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性实验五实验五2021/7/27 星期二17蛋白质分子蛋白质分子时间：时间：1972年年人物：桑格和人物：桑格和 尼克森尼克森提出：提出：流动镶嵌模型流动镶嵌模型 磷脂双分子层磷脂双分子层糖蛋白糖蛋白多糖多糖2021/7/27 星期二18流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容：1、膜的组成成分：、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类2、膜的基本支架、膜的基本支架:磷脂双分子层磷脂双分子层.（其中磷脂分子（其中磷脂分子 的亲水性头的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3、蛋白质分子的位置、蛋白质分子的位置:蛋白质分子有的蛋白质分子有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表面在磷脂双分子层表面,有的部分或全部有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，有磷脂双分子层中，有的的横跨横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）构内外的不对称性）2021/7/27 星期二19蛋白质分子的位置蛋白质分子的位置蛋白质蛋白质2021/7/27 星期二204、生物膜的结构特点生物膜的结构特点:流动性流动性.(.(磷脂分子是可以运动的，具有磷脂分子是可以运动的，具有流动性流动性;大多大多数的蛋白质分子也是可以运动的数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。也体现了流动性。)5 5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）2021/7/27 星期二211.1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.2.2.2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？术的进步所起到怎样的作用？术的进步所起到怎样的作用？术的进步所起到怎样的作用？实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。思考思考3.3.分析生物膜模型的建立过程分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示你受到什么启示?2021/7/27 星期二22答案:科学研究是要在实验和观察的基础上科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严通过严谨的推理和大胆的想像谨的推理和大胆的想像,提出假说提出假说,再通过实再通过实验进一步验证假说。验进一步验证假说。科学发展是一个长期的过程科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学涉及到许多科学家辛勤的工作家辛勤的工作.科学研究依赖于科学的进步科学研究依赖于科学的进步,科学进步了科学进步了,就就可以得到更多的数据可以得到更多的数据.科学家的观点并不全是真理科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践还必须通过实践验证验证;科学学说不是一成不变的科学学说不是一成不变的,需要不断完需要不断完善善.2021/7/27 星期二23对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程1919世世世世纪纪纪纪末末末末，欧欧欧欧文文文文顿顿顿顿的的的的实实实实验验验验和和和和推推推推论论论论：膜膜膜膜是是是是由由由由 组组组组成成成成的；的；的；的；2020世世世世纪纪纪纪初初初初，科科科科学学学学家家家家的的的的化化化化学学学学分分分分析析析析结结结结果果果果，指指指指出出出出膜膜膜膜主主主主要要要要由由由由组成；组成；组成；组成；19591959年年年年罗罗罗罗伯伯伯伯特特特特森森森森提提提提出出出出的的的的“三三三三明明明明治治治治”结结结结构构构构模模模模型型型型：所所所所有有有有生物膜都由生物膜都由生物膜都由生物膜都由 三层结构；三层结构；三层结构；三层结构；19701970年年年年，荧荧荧荧光光光光标标标标记记记记小小小小鼠鼠鼠鼠细细细细胞胞胞胞和和和和人人人人细细细细胞胞胞胞融融融融合合合合实实实实验验验验，指出细胞膜具有指出细胞膜具有指出细胞膜具有指出细胞膜具有 ；19721972年年年年，桑桑桑桑 格格格格 和和和和 提提提提 出出出出 了了了了 。脂质脂质脂质脂质脂质和脂质和脂质和脂质和 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质流动性流动性流动性流动性尼克森尼克森尼克森尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型小结小结2021/7/27 星期二241.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂练习课堂练习2.2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（下列哪一种膜结构能通过生物大分子（）A 细胞膜细胞膜 B 核膜核膜C 线粒体膜线粒体膜 C 叶绿体膜叶绿体膜2021/7/27 星期二253.一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（过的生物膜层数是（）A 5 B 6 C 7 D 8A 5 B 6 C 7 D 84.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A A 糖蛋白糖蛋白 B B 磷脂磷脂 C C 脂肪脂肪 D D 核酸核酸2021/7/27 星期二265.5.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（都依赖于细胞膜的（）A A 保护作用保护作用 B B 一定的流动性一定的流动性 C C 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性2021/7/27 星期二27THE ENDAZHE制作制作1 12021/7/27 星期二28
