生物膜流动镶嵌模型.ppt

一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程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欧文顿的实验欧文顿的实验现象现象及及结论结论？时间：时间：1919世纪末（世纪末（18951895年）年）实验：欧文顿实验：欧文顿(E.Overton)(E.Overton)用用500500多种化学物质对植多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质同物质的通透性是不一样的：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。于是他提比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞。于是他提出：膜是由脂质组成的。出：膜是由脂质组成的。假说理论（P66）提出提出假说假说实验实验现象现象验证验证时间：时间：2020世纪初世纪初实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（白酶（能专一地分解蛋白质的物质能专一地分解蛋白质的物质）分解。发现细胞膜）分解。发现细胞膜被破坏。被破坏。探究：你能得出什么结论？探究：你能得出什么结论？细胞膜由脂质和蛋白质组成细胞膜由脂质和蛋白质组成。红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部脂肪酸脂肪酸“尾部尾部”是是疏的疏的。磷酸磷酸“头部头部”是是亲水的亲水的，合作探究合作探究想一想：想一想：磷脂分子在空气磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？水界面上会怎么样铺展？空气空气水水合作探究合作探究 结合人体组织细胞内、外环境（如下图），结合人体组织细胞内、外环境（如下图），预测细胞膜中磷脂的排列方式。预测细胞膜中磷脂的排列方式。水水组织细胞组织细胞水水水水水水时间：时间：19251925年年实验：两位荷兰科学家实验：两位荷兰科学家戈特（戈特（E.Gorter）和格伦）和格伦德尔（德尔（F.Grendel）用丙酮（用丙酮（一种有机溶剂，可一种有机溶剂，可以溶解脂质以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在）从人的红细胞膜中提取脂质，在空空气气-水水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的面积恰好为红细胞表面积的两两倍。倍。得出结论：得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层连续的两层合作探究合作探究 结合人体组织细胞内、外环境（如下图），结合人体组织细胞内、外环境（如下图），预测细胞膜中磷脂的排列方式。预测细胞膜中磷脂的排列方式。水溶液环境水溶液环境 (内内)水溶液环境水溶液环境(外外)连连续续两两层层排排列列时间：时间：19591959年年实验：罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示实验：罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗暗 明明 暗暗的三层结构（的三层结构（蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色磷脂分子的电子密度低，显亮色）。他结合其他科学家的工作，。他结合其他科学家的工作，大胆地提出生物膜的模型：大胆地提出生物膜的模型：“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层三层静态静态的的统一统一的结构。的结构。细胞膜的电子显微图片细胞膜的电子显微图片蛋白质蛋白质脂脂质质蛋白质蛋白质细胞膜的三层结构模型细胞膜的三层结构模型罗伯特森的实验罗伯特森的实验现象现象及及结论结论？标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻后用冷刀断开，升温后暴露后用冷刀断开，升温后暴露断裂面，使用电子显微镜观察其结构。断裂面，使用电子显微镜观察其结构。细胞的冰冻蚀刻电子显微图片细胞的冰冻蚀刻电子显微图片蛋白质蛋白质镶在、嵌入、贯穿镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿细胞膜的冰冻蚀刻电子显微图片细胞膜的冰冻蚀刻电子显微图片提出假说：细胞膜具有流动性提出假说：细胞膜具有流动性草履虫草履虫质壁分离质壁分离变形虫变形虫合作探究合作探究请思考：细胞膜是静态的吗？（举例说明）结结 论论 :细细 胞胞 膜膜 具具 有有 流流 动动 性性时时 间：间：1972年年提出者：桑格（提出者：桑格（S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果给与细胞膜蛋白质有关的研究成果。皮特皮特阿格雷阿格雷罗德里克罗德里克麦金农麦金农时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质人、鼠细胞融合实验。人、鼠细胞融合实验。新的观察和实验证据的基础新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。膜是由膜是由脂质组成的脂质组成的膜中含脂质和膜中含脂质和蛋白质蛋白质脂质双层脂质双层结构结构膜具膜具流动流动性性流动镶嵌流动镶嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿列表总结：列表总结：生物膜结构的探究历程生物膜结构的探究历程概念图小结概念图小结生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子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双分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架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.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 核酸核酸知识闯关知识闯关3.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细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胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（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4.4.下图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是下图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是5.5.某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回答下列问题：回答下列问题：（1）应选取人的哪种细胞做实验（）A神经细胞 B口腔上皮细胞 C成熟的红细胞 D白细胞 （2）将选取的上述材料放入 ，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂，然后再用 法获得纯净的细胞膜。（3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列能正确反应其分布的图是（）（4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明 。C CA A蒸馏水蒸馏水离心离心磷脂分子在细胞膜中成双层排列磷脂分子在细胞膜中成双层排列知识闯关：最后一关知识闯关：最后一关