生物的流动镶嵌模型.ppt

第2节 生物膜的流动镶嵌模型,吸水,涨破,膜是系统的边界,膜具有一定的弹性,正常的洋葱表皮细胞,明显发生质壁分离的洋葱表皮细胞,细胞膜和其它生物膜都是选择透过性膜。,植物细胞的吸水与失水实验,一、对生物膜结构的探索历程,时间：19世纪末 实验：欧文顿(E.Overton)曾用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。,资料一,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,提出假说：,膜是由脂质组成的,资料二,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，进 行了化学分析。,吸水,涨破,化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质。,欧文顿推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？,资料三,时间：1925年 欧文朗缪尔 实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解 脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界 面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为 红细胞表面积的2倍。,结论：细胞膜中的脂质分子必然排列成两层。,s,2S,磷脂分子结构,磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油，脂肪酸和磷酸等所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,思考：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？,细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？,水,空气,亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾部”远离水，朝向空气的一面，在空气-水界面上铺展成单分子层。,大胆猜测：,细胞膜的磷脂分子的排列方式,除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。那么，蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？,资料四,20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质 ，但直到50年代，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。,时间、人物：1959年罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。,暗亮暗三明治的结构（暗是什么？亮是什么？）,静态的蛋白质脂质蛋白质三层结构模式图,思考：“三明治”结构模型有什么不足？,静态的蛋白质脂质蛋白质三层结构受到质疑,?,失水,吸水,涨破,白细胞吞噬病毒的过程,资料五,时间：1970年 实验：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、另一半发绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布。,结论:细胞膜具有流动性,资料六,1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了为大多数人所接受的流动镶嵌模型。,流动镶嵌模型,一、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膜是由 组成的 20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2倍 膜中的脂质分子排列为 1959年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗亮暗三层结构生物膜是由 三层结构构成 1970年：人鼠细胞杂交实验细胞膜具有 1972年：桑格和尼克森提出了生物膜的,脂质,脂质和蛋白质,连续的2层,蛋白质脂质蛋白质,一定流动性,流动镶嵌模型,蛋白质,磷脂双分子层,1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）是轻油般的流体，具有流动性。,2、蛋白质分子有的镶嵌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。（体现了膜结构内外的不对称性）,二、流动镶嵌模型的基本内容,生物膜的结构示意图,磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架,蛋白质分子,嵌入在磷脂双分子层外侧,镶嵌在磷脂双分子层两侧,横跨（贯穿）磷脂双分子层,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。 （体现了膜结构内外的不对称性）,磷脂双分子层-基本支架,1、生物膜中脂质和蛋白质的分布：,3、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）,4、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。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）,2.生物膜的结构特点具有一定的流动性,结构基础（原因）： 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的。,3.生物膜的流动性和选择透过性的关系,(1)区别：具有一定的流动性是生物膜的结构特点；选择透过性是生物膜的功能特性。,(2)联系：生物膜的流动性是选择透过性的结构基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。,1.细胞膜的结构特点是（ ） A.能主动运输某些物质 B.具有一定的流动性 C.由磷脂和蛋白质组成 D.具有选择透过性,思路解析：回答此题首先应该清楚细胞膜的化学组成、结构特点、特性、功能等。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质；细胞膜的结构特点是具有一定的流动性；细胞膜的功能（生理）特性是具有选择透过性（不同于一般的化学半透膜）；细胞膜的功能是与物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等有密切关系。如果不清楚上述知识，则很容易出错。,B,解析：细胞膜的流动性是指构成细胞膜的磷脂和蛋白质都具有流动性。,2.细胞膜具有流动性是指（ ） A.整个细胞膜具有流动性 B.细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具有流动性 C.细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性 D.细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具有流动性,C,3.食物中的大分子物质，只有经消化后才能被小肠上皮细胞吸收的原因是（ ） A.小肠中有各种消化酶 B.消化后的物质才溶于水 C.细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成 D.细胞膜是选择透过性膜 ,思路解析：大分子物质是不容易进入细胞的，因为细胞的细胞膜具有选择透过性，小分子、离子等细胞所需要的物质可进入细胞，大分子的物质、有害物质、细菌、病毒等不容易进入细胞。,D,4.葡萄糖经小肠黏膜上皮进入毛细血管，需透过的磷脂分子层数是（ ） A.4层 B.6层 C.8层 D.10层 ,思路解析：小肠黏膜是由单层上皮细胞构成，葡萄糖穿过它时要经过2层细胞膜；进入毛细胞血管时，要经过毛细血管壁（单层上皮细胞）又要经过2层细胞膜；一共4层膜。而流动镶嵌模型告诉我们，生物膜以磷脂双分子层作为基本支架，因此共需透过8层磷脂分子。 ,C,5.用绿色和红色两种荧光染料分别标记鼠和人的体细胞，让其膜 蛋白着色，然后使人、鼠细胞融合。在荧光显微镜下观察，刚 融合的细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。将融合细胞放 在0 下培养40 min，发现细胞仍然保持一半发红色荧光，另 一半发绿色荧光。而将融合后的细胞放在37 下培养40 min 结果两种荧光逐渐混杂并均匀分布开来（如图）。请分析作答： （1）这个实验说明了细胞膜具有 性， 这种特点是由于 。 （2）将融合细胞置于0 下培养40 min，细胞仍然一半发红色荧 光，另一半发绿色荧光。其合理的解释是 。,解析：本题考查细胞的结构特点及其与功能的关系。由于组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大都可以运动，因此，细胞膜在结构上具有一定的流动性。温度、细胞的含水量等能影响磷脂分子和蛋白质分子的运动，因此，只有