第四章生物膜的流动镶嵌模型课件.ppt

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1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型 问题探讨问题探讨在制作真核细胞三维结在制作真核细胞三维结构模型时，提供给你制构模型时，提供给你制作细胞膜的三种材料：作细胞膜的三种材料：塑料袋塑料袋、普通布普通布和和弹力弹力布布。你们认为选哪种材。你们认为选哪种材料最好？为什么料最好？为什么?细胞膜的功能与特性细胞膜的功能与特性1、将细胞与外界环境分隔开、将细胞与外界环境分隔开2、控制物质进出细胞、控制物质进出细胞3、进行细胞间的信息交流、进行细胞间的信息交流吸水膨胀吸水膨胀失水皱缩失水皱缩4、具有一定的弹性、具有一定的弹性一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1、细胞膜的组成成分是什么呢？、细胞膜

2、的组成成分是什么呢？资料资料1 1 欧文顿的实验欧文顿的实验19世纪末，欧文顿用世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，胞的通透性进行上万次实验，发现问题：发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。细胞膜对不同物质的通透性不同。想一想？想一想？ 生物膜是由脂质组成的，这个结论的生物膜是由脂质组成的，这个结论的得出是通过对现象的推理分析还是通得出是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？过膜成分的提取和鉴定？ 在推理分析得到结论之后还有必要对在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？实验观

3、察实验观察推理想像推理想像提出假说提出假说验证修正验证修正科学研究的一般方法科学研究的一般方法提出假说提出假说2020世纪初，科学家将细胞膜从世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物成熟的红哺乳动物成熟的红细胞细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶分解。分解。该实验说明了什么问题？该实验说明了什么问题？ 细胞膜中含有脂质和蛋白质细胞膜中含有脂质和蛋白质资料资料2 2 化学分析化学分析一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1、细胞膜的组成成分是什么呢？、细胞膜的组成成分是什么呢？脂质和蛋白质脂质和蛋白

4、质2、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？资料资料3 3 荷兰科学家的实验荷兰科学家的实验 19251925年，两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，年，两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从可以溶解脂质）从人的红细胞人的红细胞膜中提取膜中提取脂质脂质，在空，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面气水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积恰好为红细胞表面积的2 2倍。倍。 这说明细胞膜上的脂质是如何排列的？这说明细胞膜上的脂质是如何排列的？细胞膜中的脂质分子必然排列成细胞膜中的脂质分子必然排列成 层层两两亲水头部疏水尾部根据

5、磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，想根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，想一想磷脂分子在一想磷脂分子在水水空气界面空气界面中是如何排布的中是如何排布的空气空气 水水两层磷脂分子在细胞膜中又是怎样排布的呢？两层磷脂分子在细胞膜中又是怎样排布的呢？(1) (2) (3)一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1、细胞膜的组成成分是什么呢？、细胞膜的组成成分是什么呢？脂质和蛋白质脂质和蛋白质2、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？3、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？磷脂双分子层磷脂双分子层资料资料4 4 罗伯特罗伯特森的实验和

6、模型森的实验和模型1959年年 罗伯特森在电镜下看罗伯特森在电镜下看到细胞膜到细胞膜清晰的清晰的暗暗亮亮暗暗的三层的三层结结构构电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。照射小分子物质，散射度低，光亮。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1、细胞膜的组成成分是什么呢？、细胞膜的组成成分是什么呢？脂质和蛋白质脂质和蛋白质2、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？3、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质结论：生物膜是

7、由结论：生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质” 构成的三层构成的三层静态统一静态统一结构结构一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1、细胞膜的组成成分是什么呢？、细胞膜的组成成分是什么呢？脂质和蛋白质脂质和蛋白质2、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？3、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？4、三层结构模型是否能体现生物膜的功能呢？、三层结构模型是否能体现生物膜的功能呢？磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质 资料资料5 5 人人- -鼠细胞融合实验（荧光标记法）鼠细胞融合实验（荧光标记法）结论：结论：

8、膜蛋白具有一定的流动性膜蛋白具有一定的流动性人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞细胞细胞融合融合杂交细胞杂交细胞3740min红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白磷脂分子的运动磷脂分子的运动侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动伸缩震荡运动；翻转运动；旋转异构化运动。标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻后用冷刀后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。断开，升温后暴露断裂面。资料资料6 6 冰冻蚀刻技术冰冻蚀刻技术蛋白质蛋白质镶在、嵌入、横跨镶在、嵌入、横跨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一、对生物膜结构的

9、探索历程一、对生物膜结构的探索历程1、细胞膜的组成成分是什么呢？、细胞膜的组成成分是什么呢？脂质和蛋白质脂质和蛋白质2、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？、脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？3、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？、蛋白质位于脂双层的什么位置呢？4、三层结构模型是否能体现生物膜的功能呢？、三层结构模型是否能体现生物膜的功能呢？磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质不能不能1972年桑格和尼克森在新的观察和实验年桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了证据的基础上，提出了流动镶嵌模型流动镶嵌模型1 1、膜的基本、膜的基本支架支架磷脂双分子层磷脂双分子层2 2、蛋白质蛋

10、白质分子有的分子有的镶在镶在磷脂双分磷脂双分子层子层表面表面，有的部分或全部，有的部分或全部嵌入嵌入磷磷脂双分子层中，有的脂双分子层中，有的贯穿贯穿整个磷脂整个磷脂双分子层双分子层二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容3 3、膜的结构特点：具有一定的、膜的结构特点：具有一定的流动性流动性糖蛋白的作用：糖蛋白的作用：1有有保护保护和和润滑润滑作用，作用，2还与细胞膜表面的还与细胞膜表面的识别识别有密切关系有密切关系在细胞膜的在细胞膜的外表外表，有一层由细胞膜上的蛋白，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的质与糖类结合形成的糖蛋白糖蛋白，叫做，叫做糖被糖被问题问题1 1：在建立生物

11、膜模型的过程中，在建立生物膜模型的过程中，实验实验技术的进步起到怎样的作用技术的进步起到怎样的作用? ?问题问题2：在建立生物膜模型的过程中，结构：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点是如何得到体现的？与功能相适应的观点是如何得到体现的？思考与讨论思考与讨论 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”静态三层结构静态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

12、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。膜含膜含脂质脂质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：生物膜结构的探索历程生物膜结构的探索历程1 1、细胞膜的细胞膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型与与蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模型的最大的三层结构模型的最大的不同不同

13、是是A A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性D D、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性胞膜具有透过性C C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性B B、蛋白质、蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性胞膜具有一定的流动性课堂练习课堂练习2 2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的生理过程的完成依赖于细胞膜的 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 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流3 3、下列物质中最容易通过细胞膜进入细下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白质、蛋白质 C C、甘油、甘油 D D、无机盐离子、无机盐离子