生物膜流动镶嵌模型幻灯片.ppt

生物膜流动镶嵌模型第1页，共29页，编辑于2022年，星期一1.细胞膜的功能有哪些？2.上节课的探究实验说明细胞膜的什么功能？细胞膜具有弹性吗？问题探讨塑料袋普通布弹力布其他用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？第2页，共29页，编辑于2022年，星期一开篇：从生理功能入手的科学研究第3页，共29页，编辑于2022年，星期一19世纪末，欧文顿（E.Overton）不溶于脂不溶于脂质的物质质的物质溶于脂质溶于脂质的物质的物质细胞膜从实验现象能推测出什么结论呢？思考与讨论思考与讨论:最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？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？膜是由脂质组成最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察直接证实。提出假说第4页，共29页，编辑于2022年，星期一20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：实验证据膜的主要成分是脂质脂质和蛋白质蛋白质脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？问题：问题：第5页，共29页，编辑于2022年，星期一继承篇：单位膜模型的提出第6页，共29页，编辑于2022年，星期一单位膜模型的提出单位膜模型的提出小资料磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？亲水“头部”疏水“尾部“水水空气空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。第7页，共29页，编辑于2022年，星期一单位膜模型的提出单位膜模型的提出细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？推测第8页，共29页，编辑于2022年，星期一单位膜模型的提出单位膜模型的提出实验证据 1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，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2倍脂质分子必然排列为连续的两层GORTER磷脂单分子层=2第9页，共29页，编辑于2022年，星期一蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？推测？推测？40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边假说问题：问题：第10页，共29页，编辑于2022年，星期一透射电子显微镜（REM）1959年，罗伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。实验证据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。蛋白质蛋白质脂质单位膜模型第11页，共29页，编辑于2022年，星期一变形虫的变形运动单位膜模型无法解释的现象单位膜模型无法解释的现象第12页，共29页，编辑于2022年，星期一开拓篇：新技术带来新模型膜能运动吗？如果运动，膜上的蛋白质又该位于什么位置？问题：问题：？第13页，共29页，编辑于2022年，星期一跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技术带来新模型新技术带来新模型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科学家关于蛋白在细胞膜上存在的三种方式的概括：在膜表面嵌在膜中穿透膜第14页，共29页，编辑于2022年，星期一新技术带来新模型新技术带来新模型 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记荧光标记技术37下40min后出现了什么现象？说明什么？膜上的蛋白具有流动性第15页，共29页，编辑于2022年，星期一侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动小资料磷脂分子的运动细细胞胞膜膜具具有有流流动动性性第16页，共29页，编辑于2022年，星期一在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为多数人所接受。流动镶嵌模型流动镶嵌模型第17页，共29页，编辑于2022年，星期一第18页，共29页，编辑于2022年，星期一现象观察现象观察：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。提出假说提出假说：。实验证明实验证明：20世纪初，对膜化学分析结果指出膜主要由 和 组成。提出问题提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？实验探究：实验探究：1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出 .1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由 三层结构。提出新问题提出新问题：如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能有怎样解释呢？组织新探究组织新探究：1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 。1972年，桑格和尼克森提出了 。回顾：对生物膜结构的探索历程回顾：对生物膜结构的探索历程溶于脂质的膜是由脂质组成脂质蛋白质脂质分子排列为连续的两层蛋白质-脂质-蛋白质流动性流动镶嵌模型第19页，共29页，编辑于2022年，星期一新技术带来新模型新技术带来新模型技术的不断改进和创新，一定让你对膜有技术的不断改进和创新，一定让你对膜有了新的认识了新的认识尝试制作细胞膜模型尝试制作细胞膜模型做一做第20页，共29页，编辑于2022年，星期一实验技术与科学发展实验技术与科学发展1.1.在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到怎样的作用？步起到怎样的作用？话题：话题：实验技术的进步对科学的发展起到关键性的推动作用实验技术的进步对科学的发展起到关键性的推动作用2.2.在生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是在生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？如何体现的？结构和功能相适应的观点始终引导结构和功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识、再实践、再人们不断实践、认识、再实践、再认识，使人类一步步接近生物膜的认识，使人类一步步接近生物膜的真相真相第21页，共29页，编辑于2022年，星期一生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？第22页，共29页，编辑于2022年，星期一20032003年度诺贝尔年度诺贝尔化学奖授予两名研究化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家细胞膜的美国科学家阿格雷阿格雷和和麦金农麦金农。以表。以表彰他们在细胞膜物质彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做运输的通道方面所做的贡献。的贡献。不断完善和发展的流动镶嵌模型不断完善和发展的流动镶嵌模型第23页，共29页，编辑于2022年，星期一新篇章：人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微第24页，共29页，编辑于2022年，星期一小结：概念图基本支架具有流动性有的横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性:磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子部分镶在磷脂双部分镶在磷脂双分子层表面分子层表面部分或全部嵌入磷脂部分或全部嵌入磷脂双分子层中双分子层中流动性流动性成分第25页，共29页，编辑于2022年，星期一A不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关：第一关知识闯关：第一关人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的膜的 （）选择透过性选择透过性 保护作用保护作用 流动性流动性扩散扩散第26页，共29页，编辑于2022年，星期一A不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关：第二关知识闯关：第二关使使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是亲水性的磷脂是亲水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是亲水性的磷脂既是疏水性的又是亲水性的第27页，共29页，编辑于2022年，星期一A不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关：第三关知识闯关：第三关细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相关的成分是（）磷脂糖蛋白蛋白质磷脂、蛋白质第28页，共29页，编辑于2022年，星期一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：（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第29页，共29页，编辑于2022年，星期一