生物：《生物膜的流动镶嵌模型》课件.ppt

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1、回顾回顾原理：水分子由多原理：水分子由多少扩散少扩散一、一、渗透作用渗透作用两个条件：两个条件：1、具有半透膜、具有半透膜 2、半透膜两侧溶液有浓度差、半透膜两侧溶液有浓度差二、细胞的吸水和失水二、细胞的吸水和失水1.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水2.探究探究植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水及探究步骤及探究步骤重点重点重点重点 探究实验一般步骤：探究实验一般步骤：提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验科学实验科学实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜）（设

2、计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）三、其他物质的跨膜运输 细胞的吸水和失水是水分子顺相细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的！对含量的梯度跨膜运输的！1）其它物质跨膜运输的实例）其它物质跨膜运输的实例 因为水稻从培养液中吸收很因为水稻从培养液中吸收很少甚至几乎为零，但水稻却从培少甚至几乎为零，但水稻却从培养液中大量吸收水分用于生命养液中大量吸收水分用于生命活动。活动。1、水稻培养液中里的、水稻培养液中里的Ca2+和和Mg2

3、+浓浓度度为为什么会什么会增高？增高？2、不同作物对无机盐的吸、不同作物对无机盐的吸收有差异吗？收有差异吗？有，因不同的生物细胞需要的有，因不同的生物细胞需要的物质不一样，需要的量也不一样。物质不一样，需要的量也不一样。4、细胞对物质的吸收有选择么？如果有，这、细胞对物质的吸收有选择么？如果有，这种选择有普遍性么？种选择有普遍性么？3、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样么？他物质的跨膜运输也是这样么？不一定不一定,并不都是这样的并不都是这样的,这取决于细胞这取决于细胞生活活动的需要生活活动的需要细胞对物质的吸收是有选择性的。这种选

4、择细胞对物质的吸收是有选择性的。这种选择性具有普遍性。性具有普遍性。2）物质跨膜运输的特点：）物质跨膜运输的特点：1.1.水分子可以顺浓度梯度自由通过；水分子可以顺浓度梯度自由通过；2.2.细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过；3.3.其他的离子、小分子和大分子不能通过。其他的离子、小分子和大分子不能通过。结论：结论：细胞膜和其他生物膜都是细胞膜和其他生物膜都是选择透过选择透过性膜性膜总结总结那么生物膜的选择性吸收是否那么生物膜的选择性吸收是否与其特定的结构相关呢？与其特定的结构相关呢？第二节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型重点和难点重点和难点

5、1.流动镶嵌模型的基本内容。流动镶嵌模型的基本内容。2.难点难点探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。重点重点细胞膜的组成成分是什么呢？细胞膜的组成成分是什么呢？对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程: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多种化学物质对植物细胞的多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是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

6、的物质比不能溶于脂质的物质更容不一样的：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膜。易通过细胞膜。提出假说：提出假说：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膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的时间：时间：2020世纪初世纪初实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后进行化学分析。出来，然后进行化学分析。化学分析表明：膜的主要成分是化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 组成膜的脂质中组成膜的脂质中磷脂磷脂含量最多含量最多

7、脂质和蛋白质是怎样有机结合构脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？成膜的呢？时间：时间：19251925年年实验：两位荷兰科学家用丙酮（实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有一种有机溶剂，可以溶解脂质机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞）从人的红细胞膜中提取脂质，在膜中提取脂质，在空气水空气水界面上铺展界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的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连细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层续的两层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磷脂是一种由甘油，脂肪酸

8、和磷酸所组成的分子，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。连续两连续两层排列层排列 蛋白质位于脂双分子层蛋白质位于脂双分子层的什么位置呢？的什么位置呢？19591959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示细胞膜照片，显示暗暗明明暗暗的三层结构。的三层结构。提出提出静止模型静止模型的观点的观点 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质（单位膜（单位膜）“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白蛋白质质”三明治三明治模型模型 静态静态“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层结构是否能体现膜的功能三层结构是否能体现膜的

9、功能呢呢?变形虫的变形运动变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫幻灯片 33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镶镶嵌入嵌入横跨横跨标本用干冰等标本用干冰等冰冻冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。中的。诱导融合人细胞人细胞鼠鼠细胞细胞荧光标记 蛋白质40分钟后370C实验结论:细胞膜具有流动性幻灯片

10、38磷脂（膜脂）的运动有多种形式：磷脂（膜脂）的运动有多种形式：1 1、侧向扩散；、侧向扩散；2 2、旋转运动；、旋转运动；3 3、摆动运动；、摆动运动；4 4、伸缩运动；、伸缩运动；5 5、翻转运动；、翻转运动；6 6、旋转异构、旋转异构 磷脂分子和大多数的蛋白质分子是可以运磷脂分子和大多数的蛋白质分子是可以运动的，具有流动性。动的，具有流动性。（分子运动有多种形式（分子运动有多种形式、体现膜的流动性体现膜的流动性）1972年，桑格和尼克森在新的观桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了察和实验证据的基础上，提出了流动流动镶嵌模型镶嵌模型。流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容：的基本内

11、容：1、磷脂双分子层、磷脂双分子层构成膜的构成膜的基本支架。基本支架。（其（其中磷脂分子中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）性的尾部朝向内侧）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在磷脂双分子层表面，有的部分或全部面，有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，磷脂双分子层中，有的有的横跨横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的结构内外的不对称性不对称性）镶镶嵌入嵌入横跨横跨3、磷脂分子是可以运动的，具有、磷脂分子是可以运动的，具有流动流动性性4、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

12、可以运动的。（也体现了膜的流动性）（也体现了膜的流动性）5、细胞膜细胞膜外表，外表，有一层由细胞膜上的有一层由细胞膜上的蛋蛋白质白质与与糖类糖类结合形成的结合形成的糖蛋白，叫做糖糖蛋白，叫做糖被。被。（糖被与（糖被与细胞识别、胞间信息交流细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）等有密切联系）糖蛋糖蛋白白对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程1919世世世世纪纪纪纪末末末末，欧欧欧欧文文文文顿顿顿顿的的的的实实实实验验验验和和和和推推推推论论论论：膜膜膜膜是是是是由由由由 组组组组成成成成的；的；的；的；2020世世世世纪纪纪纪初初初初，科科科科学学

13、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 和和和和 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物膜都由生物膜都由生物膜都由生物膜都由 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，指出细胞膜具有指出细胞膜具有指出细胞膜具有指出细胞

14、膜具有 ；19721972年，年，年，年，桑格桑格桑格桑格和和和和 提出了提出了提出了提出了 。脂质脂质脂质脂质脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质蛋白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小结小结1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（）A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜 B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C细胞膜的分子结构具有流动性细胞膜的分子结构具有流动性 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动

15、有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动 2人人体体某某些些白白细细胞胞能能进进行行变变形形运运动动、穿穿出出小小血血管管壁壁，吞吞噬噬侵侵入入人人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）。）。A选择透过性选择透过性 B保护作用保护作用 C流动性流动性 D自由扩散自由扩散3一一位位细细胞胞学学家家发发现现，当当温温度度升升高高到到一一定定程程度度时时，细细胞胞膜膜的的面面积积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（）。）。A结构特点具有流动性结构特点具有流动性 B选择透过性选择透过性 C专一性专一性 D具有运输物质的功能具

16、有运输物质的功能 课堂练习课堂练习:4 4、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是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、无机盐离子对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程 19世纪末：欧文顿发现脂溶性物质易通过细胞膜世纪末：欧文顿发现脂溶性物质易通过细胞膜膜是由膜是由 组成的组成的 20世纪初：化学分析表明膜的主要成分是世纪初：化学分析表明膜的主要成分是 1925年：从红细胞中提取的脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的年：从红细胞中提取的脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍倍 膜中的脂质分子排列为膜中的脂质分子排列为 1959年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗亮亮暗三层结构暗三层结构生物膜是由生物膜是由 三层结构构成三层结构构成 1970年：人鼠细胞杂交实验年：人鼠细胞杂交实验细胞膜具有细胞膜具有 1972年：桑格和尼克森提出了生物膜的年：桑格和尼克森提出了生物膜的脂质和蛋白质脂质和蛋白质连续的连续的2层层蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质一定流动性一定流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型脂质脂质叮铃铃(白细胞吞噬病毒的过程)