人教版教学课件第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型1.ppt
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1、第四章第第四章第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程(一)从细胞膜功能入手的科学探究(一)从细胞膜功能入手的科学探究2009.12.15 时间时间时间时间:人物人物人物人物:实验实验实验实验:结论结论结论结论:资料资料1:细胞膜的通透性实验:细胞膜的通透性实验膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的.19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1895189518951895年年年年欧文顿(欧文顿(欧文顿(欧文顿(E.OvertonE.OvertonE.OvertonE.Overton)用用用用500500500500多种物质对植物细胞
2、进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,发现脂质更容易通过细胞膜。性实验,发现脂质更容易通过细胞膜。性实验,发现脂质更容易通过细胞膜。性实验,发现脂质更容易通过细胞膜。20 20世纪初世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来的红细胞中分离出来,化学分析表明化学分析表明:膜的主膜的主要成分是脂质和蛋白质要成分是脂质和蛋白质.资料资料2:细胞膜提取分离和成分分析:细胞膜提取分离和成分分析 时间时间时间时间:人物人物人物人物:实验实验实验实验:结论结论结论结论:(二)单位膜模型
3、的提出(二)单位膜模型的提出细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的1925192519251925年年年年荷兰科学家荷兰科学家荷兰科学家荷兰科学家GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelGrendel从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现单从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现单从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现单从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现单分子层面积是细胞膜表面积的分子层面积是细胞膜表面积的分子层面积是细胞膜表面积的分子层面积是细胞膜表面积的2 2倍倍倍倍资料资料3:两
4、位荷兰科学家实验过程:两位荷兰科学家实验过程单层磷脂分子在空气单层磷脂分子在空气水界面水界面上是如何排布的呢?上是如何排布的呢?3.3.3.3.细胞膜的脂质为什么会排列为连续的两层呢?细胞膜的脂质为什么会排列为连续的两层呢?细胞膜的脂质为什么会排列为连续的两层呢?细胞膜的脂质为什么会排列为连续的两层呢?因为磷脂分子的因为磷脂分子的因为磷脂分子的因为磷脂分子的“头部头部头部头部”亲水,所以在空气亲水,所以在空气亲水,所以在空气亲水,所以在空气-水水水水界面上磷脂分子是界面上磷脂分子是界面上磷脂分子是界面上磷脂分子是“头部头部头部头部”向下与水面接触,向下与水面接触,向下与水面接触,向下与水面接触
5、,尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的的面积恰为红细胞表面积的的面积恰为红细胞表面积的的面积恰为红细胞表面积的2 2 2 2倍,才得出膜中的倍,才得出膜中的倍,才得出膜中的倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。脂质必然排列为连续的两层这一结论。脂质必然排列为连续的两层这一结论。脂质必然排列为连续的两层这一结论。胆胆 碱碱磷磷 酸酸甘甘 油油脂肪酸脂肪酸 磷脂是一种由甘油,胆碱,脂肪酸和磷酸所组成磷脂是一种由甘油,胆碱,脂肪酸和磷酸所组成
6、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”部是疏部是疏水的。水的。亲水亲水头部头部疏水疏水尾部尾部2.2.2.2.在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后,还有必要对膜的成分进行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?提取、分离和鉴定吗?提取、分离和鉴定吗?提取、分离和鉴定吗?有必要,仅靠推理得出的结论不一定准确,还有必要,仅靠推理得出的结论不一定准确,还有必要,仅靠推理得出的结论不一定准确,还有必要,仅靠推理得出的结论不一定准确,还应通过科学实验进行检验和修正。应通过科
7、学实验进行检验和修正。应通过科学实验进行检验和修正。应通过科学实验进行检验和修正。那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢?和鉴定呢?和鉴定呢?和鉴定呢?当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现1.1.1.1.最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?现象的推理分
8、析还是通过膜成分的提取和鉴定?现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?从生理功能上入手,通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手,通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手,通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手,通过对现象的推理分析的。P66思考与讨论:思考与讨论:双层磷脂分子是如何排布构成生物膜双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢?结构的呢?A B C 时间时间时间时间:人物人物人物人物:实验实验实验实验:提出模型提出模型提出模型提出模型:资料资料4:“三明治三明治”结构模型结构模型思考思考“三明治三明治三明治三明治”结构模型有什么不足?结构
9、模型有什么不足?结构模型有什么不足?结构模型有什么不足?把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然与膜把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然与膜功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。功能的多样性相矛盾。1959195919591959年年年年罗伯特森(罗伯特森(罗伯特森(罗伯特森(J.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.Robertsen)在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由“暗暗暗暗-亮亮亮亮-暗暗暗暗”的三层
10、结的三层结的三层结的三层结构构成构构成构构成构构成。生物膜是由生物膜是由生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构的三层结构构成的静态统一结构 能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的?能不能举一些例子来说明生物膜不是静态的?返回白细胞吞噬病毒的过程白细胞吞噬病毒的过程 时间时间时间时间:实验实验实验实验:(三)新技术带来新模型:(三)新技术带来新模型:20202020世纪世纪世纪世纪60606060年代年代年代年代科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技科学家用扫描电镜技术
11、和冰冻蚀刻技科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒术揭示了细胞膜结构中蛋白颗粒.资料资料5:电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图:电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图:电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图:电镜冰冻蚀刻细胞膜示意图:说明了:膜蛋白并不说明了:膜蛋白并不说明了:膜蛋白并不说明了:膜蛋白并不是全部平铺在脂质表是全部平铺在脂质表是全部平铺在脂质表是全部平铺在脂质表面,有的蛋白质是脂面,有的蛋白质是脂面,有的蛋白质是脂面,有的蛋白质是脂质双分子层中的。质双分子层中的。质双分子层中的。质双分子层中的。时间时间时间时
12、间:人物人物人物人物:实验实验实验实验:结论结论结论结论:资料资料6:免疫荧光技术细胞融合实验:免疫荧光技术细胞融合实验1970197019701970年年年年FryeFryeFryeFrye(弗雷)和(弗雷)和(弗雷)和(弗雷)和EdidinEdidinEdidinEdidin(埃迪登)等(埃迪登)等(埃迪登)等(埃迪登)等人鼠细胞融合:人鼠细胞融合:人鼠细胞融合:人鼠细胞融合:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后,将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后,将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后,将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后,让两种细胞融合,杂交细胞一半发红光、另让两种细胞融合,杂
13、交细胞一半发红光、另让两种细胞融合,杂交细胞一半发红光、另让两种细胞融合,杂交细胞一半发红光、另一半发绿光,放置一段时间后发现两种荧光一半发绿光,放置一段时间后发现两种荧光一半发绿光,放置一段时间后发现两种荧光一半发绿光,放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布。染料均匀分布。染料均匀分布。染料均匀分布。细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性举例?举例?1.1.1.1.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程,实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程,实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程,实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程,实验技术的进步所起到怎样的作用?术
14、的进步所起到怎样的作用?术的进步所起到怎样的作用?术的进步所起到怎样的作用?实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。2.2.2.2.分析生物膜模型的建立过程中,结构和功能相适应分析生物膜模型的建立过程中,结构和功能相适应分析生物膜模型的建立过程中,结构和功能相适应分析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?是如何体现的?是如何体现的?是如何体现的?在建立生物膜模型的过程中,结构和功能相适应在建立生物膜模型的过程中,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
15、、的观点始终引导人们不断实践、认识,再实践、再认识;使人类一步步接近生物膜的真相。再认识;使人类一步步接近生物膜的真相。思考思考时间时间时间时间:人物人物人物人物:提出提出提出提出:19721972年年桑格和尼克森桑格和尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型资料资料7 7:智慧升华:智慧升华二、流动镶嵌模型的基本内容:二、流动镶嵌模型的基本内容:1 1 1 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2 2 2 2、蛋白质分子或镶嵌表面,或全部,部分嵌入,或贯、蛋白质分子或镶嵌表面,或全部,部分嵌入,或贯、蛋白质分子
16、或镶嵌表面,或全部,部分嵌入,或贯、蛋白质分子或镶嵌表面,或全部,部分嵌入,或贯穿磷脂双分子层。穿磷脂双分子层。穿磷脂双分子层。穿磷脂双分子层。3 3 3 3、生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性生物膜具有一定的流动性。4 4 4 4、细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结、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。合形成的糖蛋白,叫做糖被。合形成的糖蛋白,叫做糖被。合形成的糖蛋白,叫做糖被。5 5 5 5、除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类和
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