生物膜的流动镶嵌模型公开课优秀 (2)优秀.ppt

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1、生物膜的流动镶嵌模型公开课现在学习的是第1页，共32页 1 1、简述生物膜的结构。、简述生物膜的结构。2 2、探讨在建立生物膜型的过程中，实验、探讨在建立生物膜型的过程中，实验技术进步所起的作用。技术进步所起的作用。3 3、探讨建立生物膜模型的过程中如何体现、探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。结构与功能相适应的观点。【学习目标学习目标】现在学习的是第2页，共32页 从物质运输的实例可以看出，生物膜对从物质运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。物质进出细胞是有选择性的。“为什么生物为什么生物膜能够控制物质的进出？膜能够控制物质的进出？”,“这与生物膜的这与

2、生物膜的结构有什么关系？结构有什么关系？”正是对物质跨膜运输现正是对物质跨膜运输现象产生的疑问，科学家开始了对生物膜结构象产生的疑问，科学家开始了对生物膜结构的探索。的探索。现在学习的是第3页，共32页一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1 1、对细胞膜化学成分的探索、对细胞膜化学成分的探索 1895年，欧文顿（年，欧文顿（E.Overton）：用）：用500多种多种物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。发现物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的，脂溶性物细胞膜对不同物质的通透性是不一样的，脂溶性物质更容易通过细胞膜。质更容易通过细胞膜

3、。提出假说：提出假说：膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的 （根据相似相容原理）（根据相似相容原理）现在学习的是第4页，共32页 膜的成分的初步阐明，是先根据实验膜的成分的初步阐明，是先根据实验现象提出假说，而不是通过实验现象直现象提出假说，而不是通过实验现象直接证实的。接证实的。假说的提出要有实验和观察的依据，假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想像。同时还需要严谨的推理和大胆的想像。假说还需要通过观察和实验进一步验证假说还需要通过观察和实验进一步验证和完善。和完善。现在学习的是第5页，共32页 20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳

4、动物的红细胞中分离出来。在实验中发现：细胞膜会被的红细胞中分离出来。在实验中发现：细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。化学分析表明：化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质。膜的主要成分是脂质和蛋白质。电镜下的红细胞和血影电镜下的红细胞和血影现在学习的是第6页，共32页脂质和蛋白质是怎样组成膜的脂质和蛋白质是怎样组成膜的?现在学习的是第7页，共32页 1917年，朗姆瓦（年，朗姆瓦（Langmuir）设计了）设计了脂类脂类单分子膜技术单分子膜技术（膜平衡技术）：将磷脂溶于苯和（膜平衡技术）：将磷脂溶于苯和水中，当苯发挥完以后，磷脂分子在空气与水

5、水中，当苯发挥完以后，磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱，经过推挤排列成了单层，的界面上分布散乱，经过推挤排列成了单层，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面。水面。2 2、对细胞膜结构的探索、对细胞膜结构的探索现在学习的是第8页，共32页磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸和碱基所组成的分磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸和碱基所组成的分子子甘油甘油磷酸磷酸脂肪酸脂肪酸亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部含氮碱基含氮碱基易与水结合在一起易与水结合在一起性质像油，不能与水结合性质像油，不能与水结合现在学习的是第9页，共32页单层磷脂分子在空气单层磷脂分子在空气-

6、水界面上的排列方式水界面上的排列方式?空气空气水水空气空气水水现在学习的是第10页，共32页 1925年，荷兰科学家高特（年，荷兰科学家高特（E.Gorter）和戈莱和戈莱格尔（格尔（F.Grendel），），用用丙酮丙酮（一种有机溶剂，可（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞中提取脂质，在空气以溶解脂质）从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的面积是红细胞的表面积的2 2倍倍。得出结论：得出结论：细胞膜中的脂质分子（主要是磷脂分子）必然排细胞膜中的脂质分子（主要是磷脂分子）必然排列为连续的两层

7、。列为连续的两层。现在学习的是第11页，共32页细胞膜上的磷脂分子如何排列成连续细胞膜上的磷脂分子如何排列成连续的两层的两层?现在学习的是第12页，共32页除脂质外，蛋白质也是细胞膜的主要除脂质外，蛋白质也是细胞膜的主要成分。那么蛋白质位于细胞膜的什么成分。那么蛋白质位于细胞膜的什么位置位置?现在学习的是第13页，共32页 1935年，年，丹尼利（丹尼利（J.Danielli）和戴维桑）和戴维桑（H.Davson）提出了提出了“蛋白质蛋白质-脂类脂类-蛋白质蛋白质”的三明治模型。认为的三明治模型。认为:质膜由双层脂类分子及其内质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。外表面附着的蛋白质

8、构成的。现在学习的是第14页，共32页 20世纪世纪50年代，电子显微镜诞生，年代，电子显微镜诞生，并应用于生物科学研究。并应用于生物科学研究。现在学习的是第15页，共32页plasma membrane 1959年年，罗罗伯伯特特森森（J.D.Robertson）用用锇锇酸酸处处理理了了细细胞胞膜膜（蛋蛋白白质质经经锇锇酸酸作作用用后后形形成成高高电电子子密密度度的的锇锇黑黑,在在电电镜镜下下呈呈暗暗带带，磷磷脂脂分分子子电电子子密密度度低低则则呈呈亮亮带带 ），用用超超薄薄切切片片技技术术获获得得了了清清晰晰的的红红细细胞胞细细胞胞膜照片，显示膜照片，显示暗暗-明明-暗暗三层结构，厚约三层

9、结构，厚约7.5nm7.5nm。现在学习的是第16页，共32页生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结的三层结构构成的静态统一结构。构。（“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三明治模型）三明治模型）提出假说提出假说单位膜模型单位膜模型现在学习的是第17页，共32页变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫现在学习的是第18页，共32页“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层结三层结构是否是静态结构构是否是静态结构?质质 疑疑现在学习的是第19页，共32页 20世纪五六十年代世纪五六十年代冰冻电镜技术冰冻电镜技术应用于细胞膜应用于细胞膜的研究，它使人们

10、能在三维空间更好地了解细胞膜的的研究，它使人们能在三维空间更好地了解细胞膜的结构，从而认识到罗伯特森结构，从而认识到罗伯特森“单位膜单位膜”模型中模型中脂质双脂质双层中含有蛋白质颗粒层中含有蛋白质颗粒。现在学习的是第20页，共32页蛋白质蛋白质()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（）的蛋白质在膜中的分布是（）的不对称不对称镶、嵌入、贯穿镶、嵌入、贯穿蛋白质在膜中怎样分布？蛋白质在膜中怎样分布？镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿现在学习的是第21页，共32页细胞细胞融合融合373740min40min细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性实验证明：实验证明：人人细细胞胞小小鼠鼠细细胞胞杂交细

11、胞杂交细胞 1970年，弗雷（年，弗雷（Larry Frye）和埃迪登）和埃迪登（H.Edidin）等）等科学家用科学家用绿色荧光染料绿色荧光染料标记小鼠标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料红色荧光染料标记人标记人细胞表面的蛋白质分子细胞表面的蛋白质分子（免疫荧光染色技术）免疫荧光染色技术），将，将小鼠细胞和人的细胞小鼠细胞和人的细胞融合。融合。现在学习的是第22页，共32页 三明治模型有何不足之处，结合已有知三明治模型有何不足之处，结合已有知识找出证据说明。识找出证据说明。讨讨 论论现在学习的是第23页，共32页 1972年年，桑桑 格格（S.J.Singer

12、）和和尼尼克克森森（G.Nicolson）根根据据免免疫疫荧荧光光技技术术、冰冰冻冻蚀蚀刻刻技技术术的的研研究究结结果果，在在“单单位位膜膜”模模型型的的基基础础上上提提出出“流流动动镶镶嵌模型嵌模型”。（为多数人所接受）。（为多数人所接受）现在学习的是第24页，共32页生物膜结构的探索历程生物膜结构的探索历程现在学习的是第25页，共32页在建立生物膜模型的过程中，实验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？技术的进步起到怎样的作用？想一想想一想现在学习的是第26页，共32页阅读教材阅读教材P68流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容现在学习的是第27页，共32页根据流动

13、镶嵌模型的基本内容你能根据流动镶嵌模型的基本内容你能不能动手画出流动镶嵌模型图？不能动手画出流动镶嵌模型图？现在学习的是第28页，共32页二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容1、膜的基本支架、膜的基本支架:磷脂双分子层磷脂双分子层构成了膜的基本支架构成了膜的基本支架(其中磷脂分子的其中磷脂分子的亲水性的头部亲水性的头部朝向两侧，朝向两侧，疏水性的尾疏水性的尾部部朝向内侧朝向内侧)是轻油般的流体，具有是轻油般的流体，具有流动性流动性。现在学习的是第29页，共32页2、蛋白质分子、蛋白质分子:有的有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表面，在磷脂双分子层表面，有的有的部分或全部嵌入部分或全部嵌

14、入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的贯穿贯穿整个磷脂双分子层（整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对称体现了膜结构内外的不对称性性）。）。大多数的蛋白质分子也是可以运动的（大多数的蛋白质分子也是可以运动的（也也体现了膜的流动性体现了膜的流动性）。）。镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿现在学习的是第30页，共32页3、糖蛋白：细胞膜外表，有一层由细胞膜上、糖蛋白：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，叫做糖被的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）。系）。蛋白质蛋白质磷脂分子磷脂分子糖蛋白糖蛋白现在学习的是第31页，共32页生物膜的结构特点生物膜的结构特点-一定的流动性一定的流动性 磷脂分子是可以运动的，具有流动性；大多数的蛋磷脂分子是可以运动的，具有流动性；大多数的蛋白质分子也是可以运动的，也体现了流动性。白质分子也是可以运动的，也体现了流动性。生物膜的功能特点生物膜的功能特点-选择透过性选择透过性 水分子可自由通过，细胞需要的离子和小分子水分子可自由通过，细胞需要的离子和小分子也可自由通过。而其它离子、小分子和大分子不能也可自由通过。而其它离子、小分子和大分子不能通过。通过。三、生物膜的特点三、生物膜的特点现在学习的是第32页，共32页