生物①必修4.2《生物膜的流动镶嵌模型》PPT课件.ppt

知识回顾：知识回顾：1 1、细胞膜及其他生物膜的成分：、细胞膜及其他生物膜的成分：2 2、功能越复杂的细胞膜，、功能越复杂的细胞膜，的种类和数的种类和数量越多。量越多。3 3、细胞膜的主要功能：、细胞膜的主要功能：4 4、膜的功能特性：、膜的功能特性：脂质脂质(约约50%)50%)（主要成分）（主要成分）蛋白质蛋白质(约约40%)40%)（主要成分）（主要成分）糖类糖类(约约2%-10%)2%-10%)将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流进行细胞间的信息交流蛋白质蛋白质选择透过性选择透过性第第2 2节节生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：结论结论结论结论：资料一资料一膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的.19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1895189518951895年年年年欧文顿（欧文顿（欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton）用用用用500500500500多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透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。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程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提在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提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？取、分离和鉴定吗？取、分离和鉴定吗？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。思考与讨论：思考与讨论：小资料小资料 科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过生物膜，并且生物膜会被溶解脂质的溶先通过生物膜，并且生物膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶溶解。剂溶解，也会被蛋白酶溶解。这些事实说明了什么？这些事实说明了什么？2020世纪初世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来红细胞中分离出来,化学分析表明化学分析表明:膜的主膜的主要成分是脂质和蛋白质要成分是脂质和蛋白质.资料二资料二胆胆 碱碱磷酸基磷酸基甘甘 油油脂肪酸脂肪酸 磷脂是一种由甘油，胆碱，脂肪酸和磷酸所组成磷脂是一种由甘油，胆碱，脂肪酸和磷酸所组成的分子的分子.磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部是疏部是疏水的。水的。单层磷脂分子在空气单层磷脂分子在空气水界面上水界面上是如何排布的呢？是如何排布的呢？时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：结论结论结论结论：资料三资料三细胞膜中的脂质是双层的细胞膜中的脂质是双层的细胞膜中的脂质是双层的细胞膜中的脂质是双层的1925192519251925年年年年两位荷兰科学家（两位荷兰科学家（两位荷兰科学家（两位荷兰科学家（GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelGrendel）从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的积是细胞膜的积是细胞膜的积是细胞膜的2 2倍倍倍倍 双层磷脂分子是如何排布构成生物双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？膜结构的呢？A B C 时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：提出模型提出模型提出模型提出模型：资料四资料四思考思考“三明治三明治三明治三明治”结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜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。功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。1959195919591959年年年年罗伯特森（罗伯特森（罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由“暗暗暗暗-亮亮亮亮-暗暗暗暗”的三层结的三层结的三层结的三层结构构成构构成构构成构构成。生物膜是由生物膜是由生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构 除脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。除脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置吗？那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置吗？能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的？能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的？变形虫的运动、精子与卵细胞的结合、变形虫的运动、精子与卵细胞的结合、分泌蛋白的分泌过程、白细胞吞噬病原分泌蛋白的分泌过程、白细胞吞噬病原体、质壁分离及复原实验等体、质壁分离及复原实验等返回白细胞吞噬病毒的过程白细胞吞噬病毒的过程将两种细胞用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合：将两种细胞用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合：将两种细胞用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合：将两种细胞用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合：时间时间时间时间：人物人物人物人物：实验实验实验实验：结论结论结论结论：资料五资料五1970197019701970年年年年Larry FryeLarry FryeLarry FryeLarry Frye等等等等将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布布布布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荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图时间时间时间时间：人物人物人物人物：提出提出提出提出：19721972年年桑格和尼克森桑格和尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型资料六资料六二、流动镶嵌模型的基本内容：二、流动镶嵌模型的基本内容：1 1 1 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。具有流动性。具有流动性。具有流动性。具有流动性。2 2 2 2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。3 3 3 3、生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性。（主要受温度影。（主要受温度影。（主要受温度影。（主要受温度影响，一定范围内随温度升高膜的流动性增强）响，一定范围内随温度升高膜的流动性增强）响，一定范围内随温度升高膜的流动性增强）响，一定范围内随温度升高膜的流动性增强）4 4 4 4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、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。有合形成的糖蛋白，叫做糖被。有合形成的糖蛋白，叫做糖被。有合形成的糖蛋白，叫做糖被。有细胞识别细胞识别细胞识别细胞识别、保护、润滑、保护、润滑、保护、润滑、保护、润滑等作用等作用等作用等作用5 5 5 5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。合而成的糖脂。合而成的糖脂。合而成的糖脂。返回磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同,呈现呈现了膜的不对称性了膜的不对称性;糖类在细胞膜中的分布很少糖类在细胞膜中的分布很少,并且与蛋白质或脂质并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面结合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈现了膜也呈现了膜的不对称性的不对称性.因此因此,根据糖蛋白的分布根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧。可以判断细胞膜的内外侧。膜的不对称性膜的不对称性1.1.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。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。思考思考3.3.分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？示？科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。科学研究的过程离不开技术的支持。科学研究的过程离不开技术的支持。科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地去验证。通过实验进一步地去验证。科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的过程。过程。科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科学学说不是一成不变的，需要不断完善。学学说不是一成不变的，需要不断完善。下一页六、复习小结：六、复习小结：对生物膜结构的探索历程：对生物膜结构的探索历程：1 1、1919世纪末，欧文顿提出：膜由世纪末，欧文顿提出：膜由 组成；组成；2 2、2020世纪初，化学分析得出：膜的成分是世纪初，化学分析得出：膜的成分是 和和 ；3 3、19251925年，荷兰科学家得出：脂质分子是年，荷兰科学家得出：脂质分子是 的；的；4 4、19591959年，罗伯特森在电镜观察下得出年，罗伯特森在电镜观察下得出 的三的三分层结构；分层结构；5 5、19701970年，用荧光标记技术证明：膜具有年，用荧光标记技术证明：膜具有 性；性；6 6、19721972年，桑格和尼克森提出：年，桑格和尼克森提出：模型。模型。脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质双层双层暗暗亮亮暗暗(即蛋白质即蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质)流动流动流动镶嵌流动镶嵌流动镶嵌模型的基本内容：1 1 1 1、磷脂双分子层构成膜的、磷脂双分子层构成膜的、磷脂双分子层构成膜的、磷脂双分子层构成膜的 。2 2 2 2、蛋白质分子或、蛋白质分子或、蛋白质分子或、蛋白质分子或 ，或全部、部分，或全部、部分，或全部、部分，或全部、部分 ，或，或，或，或横跨横跨横跨横跨磷脂双分子层。磷脂双分子层。磷脂双分子层。磷脂双分子层。3 3 3 3、生物膜具有一定的、生物膜具有一定的、生物膜具有一定的、生物膜具有一定的 。4 4 4 4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、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，叫做合形成的糖蛋白，叫做合形成的糖蛋白，叫做合形成的糖蛋白，叫做 。5 5 5 5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的合而成的合而成的合而成的 。基本支架基本支架基本支架基本支架镶嵌镶嵌镶嵌镶嵌嵌入嵌入嵌入嵌入流动性流动性流动性流动性糖被糖被糖被糖被糖脂糖脂糖脂糖脂生物膜的结构特性：一定的流动性生物膜的结构特性：一定的流动性生物膜的功能特性：选择透过性生物膜的功能特性：选择透过性二者联系：流动性是选择透过性的基础，只有二者联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性膜具有流动性，才能表现出选择透过性1 1、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反馈课堂反馈 C2 2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是障碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（）A A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成B B细胞膜表面有糖蛋白细胞膜表面有糖蛋白C C细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性D D细胞膜具有选择透过性细胞膜具有选择透过性B3 3、变形虫的任何部位都能伸出、变形虫的任何部位都能伸出伪足伪足，人体某些白，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（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 主主动运输动运输 D D 选择透过性选择透过性B4 4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和、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（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A5、一分子一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（数是（）A.6 B.8 C.12 D.16B