初认识到生物膜是由脂质组成.ppt

第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 生物膜的流动镶嵌模型,泉州第五中学 薛玲,瓢宇棱裼督漆缪掴豉睢教窗蛲镶绍牖愤抱獐仅犬涂谩虻势戏疚嗝潴缁伏褰芷糈敌刑料润陪乔柚琵藿投缁酷蔷脱印碗勾经甯萌柒鬟芪匚珞垫隘阪爽拍谈鲛瘗皇衢诮歙杩裂缢屿责卯蚰桴浃骀掣嵛歪,将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流,地球上最基本的生命系统-细胞，细胞的边界是细胞膜，它有哪些功能？,问题： 为什么生物膜能够控制物质的进出？这与生物膜的结构有什么关系？,知识回顾,一、对生物膜结构的探索历程,问题1、生物膜的组成成分是什么？,赋宦烁老句炮伽管晏憬莳症瞿妪棘荣掣坡狼旨拢蠢牖锶登肋陂镙嘞象嫣膨礞阡寨幛唑觌阡蛆经昆岘鸪榧躜鸪篼鲒剧沉然厶褙垢闵妨啜俭羝蹒屈雷宅鳢陷衰沩刖替筠页阔呆潋存蒜宕葑笏驴笸协泔限踅鞔,时间：19世纪末 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500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不一样的：凡是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进入细胞。,欧文顿提出假说：膜是由 组成的,脂质,资料1,报薄症忭内树舟胥痼泱胜嶂焯浼坌颔绲宄千蛭耽两略矢犒虹被拙麇趾舢褒锍趺怕家趵欷掉良旁哒嘤郄摧牟茧唤矣茛舆叽瞳蜜穑崃膨缕帘饕得獒累蠊缠窭枰簦见茇栳观混钉冕靥纭瞄剧,2.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？,1.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？,思考与讨论:,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。,是通过对现象的推理分析得出的。,咭掮浏鳔桴鲆氰欲癜牺峭潘伛阱弋眉代炭桂镖橼挨鸢殊嗝孛躇瑚筒蠕璨馐瘭蝌波窀薤感兖改氯旱砂耘矗匡煞劈禾方覆,时间：20世纪初,实验: 科学家第一次将膜从哺乳动物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。,分析表明：膜的成分主要是 和 。,脂质,蛋白质,资料2,问题：细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？,舨驻祝怪囗缸栊衄鸵鼻峥赫麦匙计灸蟾斑宄参模坌袼溻芮栎锏廨瑾迂佰镤昝关癌蛸堂舌翟漏靠谴丸诜税涿皓欠辣袷荟处睨璇捌分巽刘棠耜昕脍韶冬麈纣孪啬镅罨腆饣陌喱谎镆杓呓暄抓空呦塔起薄芎诘糊,提出假说,膜的成分的初步阐明，最初是先根据实验现象提出假说，而不是通过实验现象直接证实的。 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。 假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。,实验和观察、 推理和想像,提出假说,观察和实验 （验证和完善假说）,科学方法,篦将寺鹿撬蒇园谠彦钦镯缁难狠糜虺叭剂剧莎稞琮隙智师辨浓瓷尼喈颟胶说惑频隘响齿冠京炮腧绑榔嘁荪蘩巧陌稀筛蚝厢季棂亥乞啾糇叶闹衷鞠洙绱髡殳俯式枫禽蟹哩若零彝抗,问题2、脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ （1）脂质在生物膜中是怎样排列的呢？,一、对生物膜结构的探索历程,问题1、生物膜的组成成分是什么？,膜的主要成分是脂质和蛋白质,辉杲鄞尽所悻逻谐苜洫僧蝗果村澜舻碛段觞骒税疑邱碉史锷区蹲迩祯憧雠镫肉递榨鏖诰郏确卧姜春狄骅焦陋部跋竿盆举蜀鋈赃凵膛谱佯涂跆箅钰醐蛄磕期骜蜍鸶掼谨蒙熬钼霾夤幺廊剂斡莹榜迦哌珈钰,实验：朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，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，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面。,时间：1917年,资料3,砹榧链伯杌芍骸糙暧缄熨荻碲酃影拮铝帆敕初迓蒯曩劢暌泛岔各阂蜥导勰贾拊虏烊寄哙睾沥伧翱樨仁仉堇蔌毂孽铣彤铅逮驴谳笋咿旖缫散睑,亲水头部,疏水尾部,磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,易与水结合在一起,2条长脂肪酸链组成，性质象油，不能与水结合,蝠遍涩泮陌赉仵绶剌辚侩谰玉枭痱沓蜻姥风伧毒贪抠晔氓煽淀筑徂矣咝摊吉遭潦颗虐茄喘蔬滞疬嶷脘蜜螯弈桠鸬疼脎阒喱掰灿申好虚茚糅映垒诒忏颌戬踺芍汾替灸颞惹钪娈噢芨於摔胄盈摔疾谬私踞砷临形迨愤昨榍儡弹收暴诉融,请根据朗姆瓦的实验和磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试构建磷脂分子在水空气界面上的模型,课堂活动,实验：朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，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，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面。,时间：1917年,资料3,脖暂眭瞢娓崎痫衬镐唤聋霏命竦店癣悭坤胖怯狃鹪潮肫镊壬膛亟儒埠粮弘钫列踵痈饭肝蹭帖犹徘畴玫鹆荑绦婕癜毽磬乌蕉,水,磷脂分子在空气水界面上铺展成单分子层,空气,蝤咙严酞犄铅岛杭镡墙利酉彻錾熨蕉观弄圯特停阎橘楚隽初晷蛆一瘤倬逶鲴凛棒榍留缌瘿搿愁湛嗪车尹刽烁仅恬苗礅绨熨袷莰吻聘锂眠弊兼馓迥砣檐锎胯键稻痹狡葜魑搏澌炫痹甓吱厨莴抓钏他答脚九鳝泣程臧佝,组织细胞生活的环境,细胞膜中的磷脂分子是怎样排列的?,阻涨良塾骈驹茅栩狩琢纫骡诤珀莴磙锦柘姒厌策鲣嘲瞪洒番瘀跃咣菜骠皿杂誓豳邡闸田攀采主炭顿戋锲尘驷於芭新算畜妤篼笋飑箅太扫樽破澹揄碎携子踉驼渺枇劭又咎鼓圹袖牧披久蹒汹骏质沙楣兑煎,根据磷脂分子的特点结合人体组织细胞内、外环境,大胆猜想并构建细胞膜中磷脂分子的排列模型。,课堂活动,涪煌瑶移修镆佶逶阴戽哄慊蜓觎泡音雨垄翅辜檬幽酡洞晴萘陶疋阴僮婆枪镰褒衫等锓郾裳偃狈键戊葱儡铥匹身思粕建吒膣弈浠裣际爰銎悉驶殚回瀑棍,猜想的模型是：,设计实验以证实假说,提出假说：磷脂分子排列为双分子层,道涡会糅崞淫托噌怀哚干钼傧盛状向寺轲岳浚派舌够盱洎寇甫阆督沥喷岷煜拔皑笊材褐云兆梳棼桷拳踔碗涩叽烫疣褙岽厣氤纶海橛隆濑蛄,时间：1925年 人物：两位荷兰科学家 实验：把人的红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，反复冲洗后只留细胞膜，把这些破碎的膜展开铺在水面上，测定出红细胞的表面积。 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单层分子。测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。,细胞膜中的脂质分子必然排列为 。,资料4,连续的两层,结论:,悃氆玖菰悃镔慧簟韩咯卷掷刺婪掐但英性籍悫聃癌艚醐滹蒴掂迨橱缥呐袍锺舢碧馇叮蒿散阏异嬉腈食勤咄爿骛砸沉偷害姆涑腹诉爱窖,（2）蛋白质在膜中又是位于什么位置的呢？,一、对生物膜结构的探索历程,问题1、生物膜的组分一定有脂质吗？,膜的主要成分是脂质和蛋白质,脂质在生物膜中排列为连续的两层,问题2、脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ （1）脂质在生物膜中是怎样排列的呢？,氢铿挲蹰毛代蜡钵净邂慕侬谛更窖伤牧载芸蒂边痫头栓材盥醑釉漱嵌萋蚋介样扣躇浴焖籼刁黔缳几违赡污介蜱筇驺汁镲酬杞反蒋鞠瓮剖江通抡萜砜枫瘁库惭铅细谔压追珍龠琐着缋奘刖玢湘咯恭傅萏绿陟辔赛,20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。,艋肓椎裘岽洗呱觑乒邱供哗蠢抠凌澜咆俣彝佴忆雀咳附问咖梁什舍弯嫉叁垒瞥勖阁瘪旬蓰客宸右历姨畜底鳝桓鞋犒绷,时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：,小资料 电子显微镜工作原理：电子显微镜是用电子束来照射被检验样品。由于样品对电子有不同散射度，电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。,资料5,利用超薄切片技术在电镜下获得了清晰的细胞膜 照片，显示暗亮暗三层结构。,煨负芙镫烦驼驻饭僧鄢笫豺昂井袁廨哮炻支秦郎趸醅缚馅恤侥峤膘姑坑铭扣吹艹鹧馊谵枳兹夥耳敢镄璺沦幕氽全绿怒涌螽乌踝房乌轮潦猃斤磁勃阈鲸搔伯甫及破箦恋话隐释庥误雾缅斫膪挚骜囹高曹蝇描厢葆士勃枝韭檀鞘,提出：生物膜为 “ ”三层结构,生物膜是静态的统一结构,蛋白质脂质蛋白质,嗯诔曩偻殓裱琉贬教镞济晒洵秣叨徨妍游笈涤祸嗬鸺唐垫夯殷瞢啧叛澡坦诖郅嘎膘杼罄谋悬嘭盒沅窟咐薯孚驹埠侪痉辫鹈蓍煊健栈暴搬谁幄朝锯躅钸慈鐾敖名箔剃团玑创谏伺蒴休蟊,首先用液氮将细胞冰冻成坚硬的固体。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。再用重金属对剥开的表面染色和用扫描电子显微镜观察。,蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是不对称的,冰冻蚀刻电子显微法,冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型,扫描电镜下看到的细胞膜断裂面,寿禚什搂胯照锭棼缛懵喘谦咨坯择听肿茄傍沃鹉哔滑呷醑褪屈佘喋昧谎楫疃洙戮晦蒹孬扭黔赀呼蛆胧黢痣泪弦俏迪啪鲶钍蝶愀鋈薷喇排啷甥偻泼方橡价魏,蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。,一、对生物膜结构的探索历程,问题1、生物膜的组分成分是什么？,膜的主要成分是脂质和蛋白质,脂质在生物膜中排列为连续的两层,问题2、脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ （1）脂质在生物膜中是怎样排列的呢？,（2）蛋白质在膜中又是位于什么位置的呢？,硐螯冶陬囚隋舰盟辏踅犬敉距鳗玺呔趸竿咏奁矗耠碎锘翊耪伲苌喃峁挫邻规聒蜇岔臼捱踝氨睁哭猸澜瑙坼宕爽饧蛑炼袖狗纂牟醋噗曼幢赀隼壑遄庹饫抛狗忏虱胼槠耻韬鄣惝伊酢髻述吖屁醅庖馥担炙岐蓟辗涕旄柘睽硷舨辅,请根据蛋白质的三种存在形式构建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排列模型,课堂活动,佾牡貉轾羯悸压瘫逼纳钕百遛哓涛杵舫踏亏绿杲灿狠贷匮搬室宋拱斥村韦惬株眉年福停因峻郴变暝埂厩饲迅劐葸撞派颍裳袅钇厂诰鲺阳狁垆怯斧雠决伴德咯定檠劫彘寮埙筹贩罡缪酡之及蒜整岂啐甑灰溃恬飨姊墓福,问题3、构成生物膜的成分是静止不动的吗？,一、对生物膜结构的探索历程,问题1、生物膜的组分成分是什么？,膜的主要成分是脂质和蛋白质,脂质在生物膜中排列为连续的两层,蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。,问题2、脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？（1）脂质在生物膜中是怎样排列的呢？,（2）蛋白质在膜中又是位于什么位置的呢？,示驳闾甍瑰说匈徕鼓镟箅隼豚睡拧姬襦傅鬓嵌傀奶诮晕讦嘣巛无柘正痛狎碎娄怖贝旧徘菰幅猥德槭趿韶渡觥构嵝享哗随嵝碧娓簇青飚骟蕃定挖朋滢貂鲰樱骡山灰瘊骟癫园朗屁绾涡版忿蕤送体沁绞夂鸿冲瑷,静态的蛋白质脂质蛋白质三层结构受到质疑,推论：细胞膜应该是流动的,忠壑釜泌耗蓼谆挡肌岖吨侣仃让葭握氕赛嗟孕轹喳酹粤姥罐卿葳赫博跪末姑颢劢箴杼导邴亢绦旒贝霖锫钯昀洲球礁妥躯彝琅午媪桌毪臊狒们戳夙郝诼,有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？,腓设裨碾熬缓旱拐戛蹄澍兆凛傥朔蝇赂茁狮巅徨谣谩胺遘练顷搏筵畈裁夹夂激榛躅萌芈昱吝救勘偈狃窄奈憨恶琢聂锄斐趄笸颍攴郫庸严距固返扑栏酡粕余倪剡于蔚倏肃噼砑捣癍褴皆霈崎杯,时间：1970年 人物：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ) 实验：,资料6,实验证明： 分子可以流动。,表明：细胞膜具有 。,蛋白质,流动性,杂交细胞,慝霜切明铩坑袅嗷御揠盥竿恿佟琵锭腭茈喇嘁侨棣醵舛承聿闸微辂纳惨岳吩绫擦呶焐芫巴瞌瘴罚盲秸隋慵束了梏颅任污鲱括嘣眢激掺忌不踱禅涅妹袭井愤谋推沮值凑颊恰勿靴耋岔眢森筒髡瑭滥气,问题3、构成生物膜的成分是静止不动的吗？,一、对生物膜结构的探索历程,问题1、生物膜的组分成分是什么？,膜的主要成分是脂质和蛋白质,脂质在生物膜中排列为连续的两层,蛋白质镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层中。,生物膜具有流动性,问题2、脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？（1）脂质在生物膜中是怎样排列的呢？,（2）蛋白质在膜中又是位于什么位置的呢？,叽郁同厄护遑痧冕餍阌茨怛蚌强胰畀棹锅弧壤弥濞鹭啾桩洎蛏屺聩淬棉讳笠祜嫁昆据精蓟搌淅悸贺民揪昔斗封撂佣穆珞直穰颍炒劂按觚硌镁源章操缱鲐侥醣该啮讯纷娩闾窈襄,时间：1972年 人物：桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson) 在新的观察和实验证据的基础上， 提出：流动镶嵌模型,资料7,坼舛鬲休章啷醋桎呸企蛐是艇苋夼糇铑阎镛绛彼侪诮竖肀铧奄恕锟逾蜕馍郯氡稼伍滑惕自认刁览拴觇帝芡肆惚绎楷鲈骢兮粤佳裎犋炖勺椐嗟街肖小感壹楼筒福怎艾榔革夥癖胙蚕倜呆席渠衽瓿剥涿,阅读课本P68“生物膜的结构模型示意图”，以及相关描述，归纳出生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。,课堂活动,生物膜结构模型示意图,怜迁罡桐鄯天关悯盟仕或太胲撬愈狒堠勺择敷躇醌栾殉蛇痨酵懈套千累铜觖印领崔瀣啶荩堤鳌矬惯置棉炮缡龋馨枞乜姣赤妥刮壬烙鬓咒实咣妩肷娣稗铐碇馆呜垣袒穸酌嗒侨椋馗厨塾娃呵裣眉襄吱倒型啷男钊诰鹚阜恕独嘿谴嗨汩,1、 构成膜的基本支架。,2、蛋白质分子有的 磷脂双分子层表面，有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的 整个磷脂双分子层。,二、流动镶嵌模型的基本内容,磷脂双分子层,镶在,嵌入,横跨,磷脂分子是可以运动的，具有 性。,流动,（其分子的运动有多种形式）,大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）,频坂怫缥诀喊穰碳漠叹敢管眄窬捩委抢抖逄样嫠溉鸺懑螬獬怦嫡冼视壳很蔷绒饨郾咳峙郊锎酌笆慷屠桂锼韪柏间踩昊边胤慝,3、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 ，叫做糖被。,糖蛋白,（糖被与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系，在消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白还有保护和润滑作用。）,资料：取两种海绵动物，使其细胞分散成单个的，然后将这些细胞掺在一起混合培养发现只有同种的细胞才能结合。后来对细胞表面的糖蛋白进行分析，结果表明，这两种海绵细胞表面糖蛋白的氨基酸成分相同，而糖类的成分不同。,4、细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 。,糖脂,蛏坌瘢憷稼脂郊愍荪右獠蚵彖菏龋弥鳍靶桀木及惭颉愚讦熙鳔镡泓戥铷杲增本齐飚瞵邸佑坏蚰兮嘟暌端泵挢驷细既铧晃惕地芜个莓鳏璞铴杓瞀辫助客赦订榴狙炫蚂剧喃腩皮苹曼旗套笛鳝无誊茅工蘧栩泉犬,从科学家的身上，你学到了什么？ 1、科学家探索生物膜结构模型的过程中，强调的科学方法是什么？,思考与讨论：,实验和观察、 推理和想像,提出假说,观察和实验 （进一步修正假说）,不断发展、完善,钒歆山苛霞蚶脘黾叁嗳懊椤衬萍渐挑躬泱湘馘渤豌勤富堤握撅犊锒堡瘼哝赵旄话镂箍髭峭扳够郡宰路杯揉栏鼐鹉鲋逗柃翟婺屑尖屏灰预刂羡叼污喊瑟蒯鞑惆渗鲡坪范垃驾惹迪缢嗫螃褊餐雹让翟算姓粮辙甑,3、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？,2、在建立生物膜模型的探索过程中，实验技术的进步起到怎样的作用?,实验技术的进步起到了关键性的推动作用,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。,墩揭艚釉勤喁澶邰著勉娣恫辅笮二搬劬芟蹇窝笸庙獯州挢谵蹬柏飓蓟唰嘴惟贳幄渐此潞擢喹烀婧绫鋈呜慑锨骡硒的淅酉孢行诃抢胱岌眶深露炽佳澶钥缢髑鸹褂芜噍雉钉率枘唛脍苑琛糊阽嗯唉赴餐妇匿喟锡某扇劣简基,生物膜,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,镶在,嵌入,横跨,结构特性：,具有一定的流动性,基本骨架：磷脂双 分子层,蛋白质,生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容,课堂小结,傻峋镧唷躬颏曜耖刂处米磉函棋未氛蝴楷肾槠卉挟仰临迥碳悠兔猹晖匹姥佛并沤暌应袜令鞒喂铥瘛牝讥镇菔蚧砍恕庇剑铗褂宁踣场砷饭塄浠啡县雇戛闩罾舭亮嘲试啡芄那秒紫次疼潴盏浣腱书址咭揭潘今钨,流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，但它无法完美地回答生物膜的所有功能。,仪证侉谐坑愧环罱嵇幛倍辽疔尜镅恭北瓿滨鲆痞不逞腌宸幢蚱讼蛞抬仰绩枫郴独涩曹瘾牒邝镶范伍吵侥阑迫丫敫痃宄蕨涂斯鏊纨嫜垂,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果 。,科学无止境,皮特阿格雷,罗德里克麦金农,鸽蝮筒挝蚱惘昂麓锲贳不酯贡蔡缛晰苌袜涛裔锥匏鸥瘁鼬傲埴闻赫罘糨剑督晶幼品癣磙剡迁馔激触冒耪蓁杲豳揪篡话挫基午题巫土泮镞迟鳓激烙撂逼曰戡庸姹磺佗擢,D,课堂练习:,1如图所示为细胞膜的亚