生物膜的流动镶嵌模型(胡版OK).ppt

第2节 生物膜的流动镶嵌模型 生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 通过分析科学家建立生物膜模型的过程， 你对科学的过程和方法有哪些领悟？ 本节聚焦 用哪种材料作细胞膜更适 于体现细胞膜的功能 生命系统的边界 控制物质的进出 具有一定的弹性 弹力布 普通布 塑料袋 弹力布更能体现细胞 膜的柔变性和一定的 通透性，相对好一些 其它材料：微孔塑料 、透析袋，猪或其它 动物的膀胱更好 弹力布 普通布 塑料袋 具有一定 的弹性 控制物质 进出 生命系统 的边界 具有 具有具有 具有具有具有 科幻之旅 如果有“时光机器”，将此刻的你送 回19世纪，你会从哪几个方面去研究细 胞膜的结构? 细胞膜的组成成分是什么呢？ 一、对生物膜结构的探索历程: 一、对生物膜结构的探索历程 时间科学家科学实验假说 1919世世 纪末纪末 欧文顿 用500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 膜是由 脂质组成的 19251925 年年 两位荷兰 科学家 从细胞膜中提取脂质，铺成单 层分子，面积是细胞膜的2倍 细胞膜中脂质 为连续的两层 1959 年 罗伯特 森 在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由“ “蛋白质蛋白质 脂质脂质蛋白质蛋白质” ”三层结构构成三层结构构成 生物膜为三层生物膜为三层 静态统一结构静态统一结构 1970 年 弗雷和 埃迪登 分别用绿色和红色荧光染料标记分别用绿色和红色荧光染料标记 两种细胞的蛋白质，并将两细胞两种细胞的蛋白质，并将两细胞 融合，发现荧光均匀融合，发现荧光均匀 细胞膜具有细胞膜具有 流动性流动性 1972 年 桑格和桑格和 尼克森尼克森 在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶 嵌模型 101113.7. 14 磷脂分子的结构 尾部 头部亲水 疏水 将磷脂分子在空气水界面上铺展成单分子层， 磷脂分子的头尾将如何排布？ 空气 水 推测脂质分子的 排列方式 膜中脂质分子排列 为连续两层 连续两层排列 .ppt#6. 时间：20世纪初 实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并进 行化学分析。 化学分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质 23 1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的 细胞膜照片，显示暗明暗的三层结构。 “蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图 脂质层 蛋白质层 蛋白质层 “蛋白质脂质蛋白质” 三明治模型 糖蛋白 不足之处是把细胞膜 描述为静态统一结构 #6 诱导 融合 人细胞 鼠细胞 荧光标记 蛋白质 40分钟后 370C 实验结论: 细胞膜具有流动性 6 2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或 全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层 。（这体现了膜结构内外的不对称性）。大多数蛋白质 分子也是可以运动的。 流动镶嵌模型的基本内容 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具有流动性。 在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋 白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。有 些多糖与磷脂分子结合形成糖脂 糖蛋白的作用： 1有保护和润滑作用， 2还与细胞膜表面的识别有密切关系 特别提醒 膜的功能活动主要由蛋白质来承担。 膜上的蛋白质具有专一性。它在一定程度上决定了膜 的选择透过性。 相对活动较旺盛的膜起蛋白质含量较高 流动镶嵌模型与三层结构模型有何异同？ 1、两模型都认为：组成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质； 2、流动镶嵌模型提出蛋白质在膜中分布是不均匀的，有的横跨 整个脂双层，有些部分或全部嵌入脂双层，有些则镶在脂双层 内外两侧；而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层两侧 。 3、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的，而三层结构模型 认为生物膜是静态结构。 举例说明细胞膜具有流动性 变形虫的变形运动 植物细胞的质壁分离 动物细胞吸水膨胀和失水皱缩 举例说明在建立生物膜模型的过程中，实验 技术的进步起什么样的作用？你受何启示？ 思考与讨论 在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了 关键性的推动作用关键性的推动作用。如。如电子显微镜的诞生电子显微镜的诞生使人们终于使人们终于 看到了膜的存在；看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术冰冻蚀刻技术和和扫描电子显微镜技扫描电子显微镜技 术术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记荧光标记小小 鼠细胞与人细胞的鼠细胞与人细胞的融合实验融合实验又证明了膜的流动性等。又证明了膜的流动性等。 没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。 在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始 终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步 接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的 。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异 ，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然 与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜 的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质 相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外 光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术 又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模 型。生物膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中 的不同分布情况，恰能较好地解释不同结构的生物膜具有不同 的生理功能。 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？ 生物膜的流动镶嵌模型是不是完美无缺的呢？ 生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。 分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示 ? 科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推 理和大胆的想像,提出假说,再通过实验进一步验证假说 ；科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学家辛勤的 工作；科学研究依赖于科学的进步,科学进步了,就可以 得到更多的数据；科学家的观点并不全是真理,还必须通 过实践验证;科学学说不是一成不变的,需要不断完善. 细 胞 膜 结 构 主要成分 结构模型 磷脂、蛋白质（还有糖蛋白、糖脂） 流动镶 嵌模型 覆盖 镶嵌 横跨 特 性 具有一定的流动性 磷脂双分子层 （基本骨架） 蛋白质 25 2.2.在推理分析得出在推理分析得出结论结论后，还有必要对膜的成分进行后，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？ 有必要，仅靠推理得出的结论不一定正确，还应通过有必要，仅靠推理得出的结论不一定正确，还应通过 科学实验进行检验和修正科学实验进行检验和修正 3.3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和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？鉴定呢？ 当时的技术不能实现当时的技术不能实现 1.1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象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？的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 是通过对现象的推理分析得出的是通过对现象的推理分析得出的 脂质和蛋白质是怎样有机结合构 成膜的呢？ #6 1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等 物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ） A 细胞膜具有一定流动性 B 细胞膜是选择透过性 C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 课堂练习课堂练习 2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（ ） A 细胞膜 B 核膜 C 线粒体膜 C 叶绿体膜 3.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散 出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿 过的生物膜层数是（ ） A 5 B 6 C 7 D 8 4.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递 和血型决定有着密切关系的化学物质是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸 5.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些 白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依 赖于细胞膜的（ ） A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运