第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型冯教学用.ppt

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1、尝试从生活中去尝试从生活中去体体验验从生理功能入手的科学研究从生理功能入手的科学研究资料一：资料一：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细胞膜细胞膜提出假说：膜是由脂质组成膜是由脂质组成时间：时间：18951895年年人物：欧文顿（人物：欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验：实验：用用500500多种化学物质对植物细胞多种化学物质对植物细胞膜膜的的通透性通透性进行了上进行了上万次的实验。万次的实验。实验现象：实验现象：脂溶性的物质更容易穿过细胞膜脂溶性的物质更容易穿过细胞膜资料二：资料二：2020世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物世纪初，科学家第一次将膜从

2、哺乳动物的的成熟的红细胞成熟的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。现象：现象：结论：结论：从生理功能入手的科学研究从生理功能入手的科学研究膜的主要成分是脂质脂质和蛋白质蛋白质思考：脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的？细胞膜被溶解单位膜模型的提出单位膜模型的提出 19251925年年 两位两位荷兰荷兰的科学家的科学家Gorterorter 和和 GrendelGrendel对血影的研究，对血影的研究，用用丙酮丙酮（一种有机溶剂）从人（一种有机溶剂）从人成熟的红成熟的红细胞细胞中提取脂质，在水面上

3、展成单分中提取脂质，在水面上展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的胞表面积的两倍两倍。现象现象：假说：假说：GORTER脂质分子必然排列为连续的脂质分子必然排列为连续的两层两层资料三：资料三：单分子层的面积恰为红细胞表面积的单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍两倍亲水端亲水端疏水端疏水端磷脂磷脂分分子子单位膜模型的提出单位膜模型的提出水水空气空气活动一：磷脂分子铺展在空气活动一：磷脂分子铺展在空气-水界面上会怎样？水界面上会怎样？单位膜模型的提出单位膜模型的提出活动二：磷脂分子在细胞膜中的排布活动二：磷脂分子在细胞膜中的排布细胞膜细胞膜猜想：猜想：蛋

4、白质分子该如何在磷脂双分子层中排布？蛋白质分子该如何在磷脂双分子层中排布？单位膜模型的提出单位膜模型的提出资料四：资料四：1959年，罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗暗-亮亮-暗暗三层结构。单位膜模型的提出单位膜模型的提出两层暗层两层暗层一层明层一层明层提出假说提出假说 罗伯特森，大胆的提出了罗伯特森，大胆的提出了所有的生物膜都由所有的生物膜都由蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三明治三明治结构结构，蛋白质，蛋白质均匀均匀的的分布在外面分布在外面，他把生物膜描述为，他把生物膜描述为静态静态的统一结的统一结构。构。

5、这段文字能够得出什么结论？这段文字能够得出什么结论？观点：观点：1 1、蛋白质、蛋白质均匀均匀地分布在磷脂双分子层的表面地分布在磷脂双分子层的表面 2 2、静态静态的结构的结构生物膜的生物膜的静态静态结构结构无法解释的现象无法解释的现象时间：时间：19701970年年弗雷弗雷FryeFrye和埃迪登和埃迪登EdidinEdidin 实验：将人和鼠的细胞膜的实验：将人和鼠的细胞膜的膜蛋白膜蛋白用不同用不同荧光标记后，让两种细胞融合，融合细胞荧光标记后，让两种细胞融合，融合细胞的一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。的一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。放置一段时间后发现两种荧光均匀分布。放置一段时间后

6、发现两种荧光均匀分布。资料五：资料五：新技术带来新模型新技术带来新模型证明证明：膜上的：膜上的蛋白质具有蛋白质具有流流动性动性 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磷脂分子的运动结构特点：结构特点：细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性新技术带来新模型新技术带来新模型资料资料6 6：2020世纪世纪6060年代，年代，冰冻蚀刻技术诞生冰冻蚀刻技术诞生,冰冻蚀刻电子显微法冰冻蚀刻电子显微法,标本标本用干冰用干冰等等冰冻冰冻,后后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质蛋白质镶嵌、覆盖、贯穿镶嵌、覆盖、贯穿在在磷脂双分子层中磷脂

7、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对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程19191919世纪末：欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末：欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末：欧文顿的实验和推论：膜是由世纪末：欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；组成的；组成的；组成的；20202020世纪初：科学家的化学分析结果，指出膜主要世纪初：科学家的化学分析结果，指出膜主要世纪初：科学家的化学分析结果，指出膜主要世纪初：科学家的化学分析结果，指出膜主要 由由由由 和和和和 组成；组成；组成；组成；1925192519251925年：两位荷兰科学家依据磷脂年：两位荷兰科学家依据

8、磷脂年：两位荷兰科学家依据磷脂年：两位荷兰科学家依据磷脂单分子层的面积恰为红细胞单分子层的面积恰为红细胞表面积的表面积的2倍倍提出提出 ；1959195919591959年：罗伯特森提出的年：罗伯特森提出的年：罗伯特森提出的年：罗伯特森提出的“三明治三明治三明治三明治”结构模型：所有生物膜都结构模型：所有生物膜都结构模型：所有生物膜都结构模型：所有生物膜都 由由由由 三层结构；三层结构；三层结构；三层结构；1970197019701970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，指指指指出出出出细

9、细细细胞胞胞胞膜膜膜膜具具具具 有有有有 ；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小结小结细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层19721972年，桑格和尼克森年，桑格和尼克森的的流动镶嵌模型流动镶嵌模型：1 1、生物膜的主要成分是什么？、生物膜的主要成分是什么？2 2、生物膜的基本骨、生物膜的基本骨架是什么？架是什么？3 3、蛋白质的分布状态是什么？、蛋白质的分布状态是什么？4 4、生物、生物膜的结构特点是什么？膜的结构特点是什么？思考生物膜的流动镶

10、嵌模型是否已完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？1 1 1 1、糖蛋白：糖蛋白：糖蛋白：糖蛋白：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切。具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切。具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切。具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切。2 2 2 2、细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫、细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫、细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫、细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫糖被糖被糖被糖被3 3 3 3、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合

11、而成的、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂糖脂糖脂糖脂。糖蛋白质糖蛋白质脂蛋白质脂蛋白质知识结构图知识结构图细细 胞胞 膜膜磷脂分子磷脂分子蛋白质蛋白质糖类糖类基本支架三种位置磷脂双分子层磷脂双分子层镶在表面镶在表面嵌入内部嵌入内部贯穿其中贯穿其中可以运动大多数能运动有流动性有流动性功能特点选择透过性选择透过性糖蛋白糖蛋白功能润滑、保护、免疫、识别、血型决定等润滑、保护、免疫、识别、血型决定等结构特点成 分1 1、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完、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

12、（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 2、细胞膜上与细胞识别、信息传递有密切关系的化学物质是（）A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D核酸3 3、下列关于细胞膜的说法中，不正确的是（、下列关于细胞膜的说法中，不正确的是（）A A具有流动性和选择透过性具有流动性和选择透过性 B B蛋白质均匀分布于磷脂双分子层上蛋白质均匀分布于磷脂双分子层上 C C脂类小分子易于自由扩散通过脂类小分子易于自由扩散通过 D D磷脂双分子层内外表面都亲水磷脂双分子层内外表面都亲水BAB1.右图为细胞膜的模式图，据图回答：（1）从化学成分上看，图中的是 ，是 ，是 。（2）据图分析，哪一侧为细胞膜的外侧：。判断的依据是 。（3）细胞膜的结构特点是 ，这种特点表现为图中的 和 大都可以运动。糖蛋白糖蛋白蛋白质蛋白质磷脂双分子层磷脂双分子层a a侧侧具有流动性具有流动性细胞膜外侧有糖蛋白细胞膜外侧有糖蛋白a侧b侧课堂练习课堂练习