生物膜的流动镶嵌模型幻灯片.ppt
生物膜的流动镶嵌模型第1页，共24页，编辑于2022年，星期一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第2页，共24页，编辑于2022年，星期一实验实验:采用哺乳动物的红细胞采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞经过特殊处理使细胞发生溶血现象发生溶血现象,一些物质溶出一些物质溶出,再将溶出细胞外的物再将溶出细胞外的物质洗掉质洗掉,即可得到纯净的细胞膜即可得到纯净的细胞膜(又称血影又称血影).化学分析表明：化学分析表明：膜的成分主要是膜的成分主要是_。时间：时间：20世纪初世纪初实验二实验二脂质和蛋白质脂质和蛋白质第3页，共24页，编辑于2022年，星期一亲水头部亲水头部疏水尾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。第4页，共24页，编辑于2022年，星期一 时间：时间：1925年年 人物：荷兰科学家人物：荷兰科学家Gorter和和Grendel 实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在 空气空气水界面上铺成单层分子。发现展开后水界面上铺成单层分子。发现展开后 的脂单层面积是红细胞的表面积的的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍倍 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第5页，共24页，编辑于2022年，星期一 时间时间时间时间：1959195919591959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暗暗暗暗的三层结构。的三层结构。的三层结构。的三层结构。实验四实验四蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质生物膜是由生物膜是由_构成的。构成的。提出假说：提出假说：提出假说：提出假说：第6页，共24页，编辑于2022年，星期一 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标记将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记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、另一半发后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发后，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匀分布绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布实验五实验五提出假说提出假说:细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性第7页，共24页，编辑于2022年，星期一说明细胞膜具有流动性的实例：说明细胞膜具有流动性的实例：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第8页，共24页，编辑于2022年，星期一蛋白质分子蛋白质分子时间：时间：1972年年人物：人物：桑格和桑格和 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第9页，共24页，编辑于2022年，星期一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：主要是主要是磷脂磷脂和和蛋白质蛋白质，还有少量的，还有少量的糖类糖类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 的亲水性头部的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）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,有有的部分或全部的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的横横跨跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）的不对称性）第10页，共24页，编辑于2022年，星期一小结：对生物膜结构的探索历程小结：对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；组成的；组成的；组成的；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生生生物物物物膜都由膜都由膜都由膜都由 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，指指指指出出出出细细细细胞膜具有胞膜具有胞膜具有胞膜具有 ；19721972年，桑格和年，桑格和年，桑格和年，桑格和 提出了提出了 。脂质脂质脂质脂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脂质和蛋白质脂质和蛋白质脂质和蛋白质脂质和蛋白质第11页，共24页，编辑于2022年，星期一二、生物膜的组成、结构、功能间的关系：二、生物膜的组成、结构、功能间的关系：1、组成成分及其在膜中的分布以及结构和功能总结：、组成成分及其在膜中的分布以及结构和功能总结：第12页，共24页，编辑于2022年，星期一(1)结构基础：构成膜的结构基础：构成膜的磷脂分子磷脂分子和和大多数蛋白质分子大多数蛋白质分子是运动的。是运动的。(2)实验验证实验验证人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验 2生物膜的生物膜的结构特点结构特点具有一定的流动性具有一定的流动性(3)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。白细胞吞噬细菌等。(4)影响因素：主要受温度影响，影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。的破坏。第13页，共24页，编辑于2022年，星期一(1)表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K的吸收和对的吸收和对Na的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。3功能特点功能特点选择透过性选择透过性流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。(1)区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。(2)联系：联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。4生物膜的流动性与选择透过性的关系生物膜的流动性与选择透过性的关系只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。膜的流动性受温度影响。膜的流动性受温度影响。特别提醒：特别提醒：第14页，共24页，编辑于2022年，星期一5、延深拓展、延深拓展可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后有无溶液颜色的变后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后有无溶液颜色的变化。化。将种子切开，放入红墨水中，胚部分不被染红，而胚乳部分将种子切开，放入红墨水中，胚部分不被染红，而胚乳部分被染红。被染红。细胞膜选择透过性实验探究细胞膜选择透过性实验探究第15页，共24页，编辑于2022年，星期一(1)细胞膜主要是由细胞膜主要是由_和和_组成的。组成的。(2)_构成膜的基本支架，具有流动性。构成膜的基本支架，具有流动性。(3)蛋蛋白白质质分分子子：有有的的镶镶在在磷磷脂脂分分子子层层的的_；有有的的部部分分或或 全全 部部 嵌嵌 入入 磷磷 脂脂 双双 分分 子子 层层 中中，大大 多多 数数 蛋蛋 白白 质质 分分 子子 可可 以以_。(4)在结构上表现为在结构上表现为_。(5)在功能上表现为在功能上表现为_。(6)细胞膜上的外表面有糖类与蛋白质结合形成的细胞膜上的外表面有糖类与蛋白质结合形成的_和糖类与脂质结合的和糖类与脂质结合的_。糖脂糖脂磷脂磷脂蛋白质蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层表面表面运动运动流动性流动性选择透过性选择透过性糖蛋白糖蛋白6、归纳总结：、归纳总结：第16页，共24页，编辑于2022年，星期一1.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等物质较容等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（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 A 细胞膜细胞膜 B B 核膜核膜C C 线粒体膜线粒体膜 C C 叶绿体膜叶绿体膜课堂练习：课堂练习：BC第17页，共24页，编辑于2022年，星期一3.一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进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，共穿过的生物膜层数是入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（）A 5 B 6 C 7 D 8A 5 B 6 C 7 D 84.4.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着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（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BA第18页，共24页，编辑于2022年，星期一5.5.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞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都依赖于细胞膜的能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）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B第19页，共24页，编辑于2022年，星期一6.（2009年年浙浙江江卷卷）对对某某动动物物细细胞胞进进行行荧荧光光标标记记实实验验，如如下下示示意意图图所所示示，其其基基本本过过程程：用用某某种种荧荧光光染染料料标标记记该该动动物物细细胞胞，细细胞胞表表面面出出现现荧荧光光斑斑点点。用用激激光光束束照照射射该该细细胞胞表表现现出出荧荧光光的的某某一一区区域域，该该区区域域荧荧光光淬淬灭灭（消消失失）。停停止止激激光光束束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是上述实验不能说明的是()A.细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合荧光染料能与细胞膜组成成分结合C.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率C第20页，共24页，编辑于2022年，星期一7.下下图图表表示示细细胞胞膜膜的的亚亚显显微微结结构构，其其中中a和和b为为两两种种物物质质的的运运输输方方式式，下下列列对对细细胞胞膜膜结结构和功能的叙述不正确的有构和功能的叙述不正确的有几项？几项？()（1）不同物种的细胞中不同物种的细胞中、和和的种类均不同的种类均不同（2）免免疫疫抑抑制制药药物物可可作作用用于于而使器官移植的成功率而使器官移植的成功率明显提高明显提高（3）b运运输输方方式式能能体体现现细细胞胞膜的选择透过性膜的选择透过性（4）如图示为肝细胞膜，如图示为肝细胞膜，则则a可代表尿素，可代表尿素，b可代表可代表葡萄糖葡萄糖 A、一项、一项 B、二项、二项 C、三项、三项 D、四项、四项B第21页，共24页，编辑于2022年，星期一8、（2009年年海海南南卷卷）已已知知鱼鱼鳔鳔是是一一种种半半透透膜膜。若若向向鱼鱼鳔鳔内内注注入入适适量量的的20蔗蔗糖糖溶溶液液、排排出出鱼鱼鳔鳔内内的的空空气气，扎扎紧紧开开口口，将将其其浸浸没没在在盛盛有有10蔗蔗糖糖溶溶液液的的烧烧杯杯中中，下下列列能能正正确确表表示示烧烧杯杯内内蔗蔗糖糖溶溶液液浓浓度度随随时时间变化趋势的示意图是间变化趋势的示意图是()B第22页，共24页，编辑于2022年，星期一9、下列关于生物膜的叙述，不正确的是下列关于生物膜的叙述，不正确的是()A.细胞膜、核膜及细胞器膜等结构共同构成生物膜系统细胞膜、核膜及细胞器膜等结构共同构成生物膜系统B.与主动运输相关的载体在生物膜上合成与主动运输相关的载体在生物膜上合成C.生生物物膜膜之之间间能能够够相相互互融融合合可可以以证证明明生生物物膜膜具具有有一一定定的流动性的流动性D.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多B第23页，共24页，编辑于2022年，星期一 10、分析下列材料，回答问题：、分析下列材料，回答问题：材料一材料一1859年，年，EOverton选用选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。材料二材料二1897年，年，Crijins和和Hedin用红细胞做实验，同样证明分子的通透性与其在脂质用红细胞做实验，同样证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关，且溶解度越大越容易通过。中的溶解度有关，且溶解度越大越容易通过。材料三科学家对细胞膜化学成分深入分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解材料三科学家对细胞膜化学成分深入分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解(提示：提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质)材材料料四四1970年年，科科学学家家用用不不同同荧荧光光的的染染料料标标记记抗抗体体，使使小小鼠鼠和和人人细细胞胞膜膜分分别别产产生生绿绿色色和和红红色色荧荧光光。将将这这两两种种细细胞胞融融合合成成一一个个细细胞胞时时，开开始始时时一一半半呈呈红红色色，另另一一半半呈呈绿绿色色，但但在在37 水浴中保温水浴中保温40分钟后，融合细胞上两种颜色的荧光点就均匀分布了。分钟后，融合细胞上两种颜色的荧光点就均匀分布了。(1)材料一和二可以说明的问题是材料一和二可以说明的问题是_。(2)材料三可以说明的问题是材料三可以说明的问题是_。(3)材料四出现荧光点均匀分布现象的原因是材料四出现荧光点均匀分布现象的原因是_。细胞膜中含有脂质细胞膜中含有脂质细胞膜的成分中有蛋白质细胞膜的成分中有蛋白质蛋白质分子是运动的蛋白质分子是运动的第24页，共24页，编辑于2022年，星期一
