生物膜的流动镶嵌模型.ppt

第4章细胞的物质输入与输出第2节生物膜的流动镶嵌模型,1.细胞膜的功能有哪些？2.细胞膜具有弹性吗？,问题探讨,用结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？,细胞膜具有：1.屏障分隔作用2.选择透过性3.弹性,弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？,一、对生物膜结构的探索历程,材料一、时间：19世纪末人物：欧文顿实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验,发现问题：,提出假说:,细胞膜对不同物质的通透性不同,膜是由脂质组成的,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,思考与讨论:最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？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？,材料二、20世纪初，科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析,成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。,提出假说,观察和实验证据,观察和实验依据,推理和想象,验证和完善,实验证据,得出结论,活动主题一：利用你小组的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，并用画图来表达。,活动主题二：利用你小组的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布后被搅动,在水溶液中形成的相对稳定排布假说，并用画图来表达。,脂质和蛋白质是怎样形成生物膜的呢？,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。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。,疏水“尾”部,小资料,亲水“头”部,搅动后,水溶液中,形成球状的微团,双层脂分子的球形脂质体,空气和水界面上,单分子排布,表面积为1,表面积为2,提出假说:膜中脂质分子排列为连续两层,实验证据,材料三、时间：1925年人物：两位荷兰科学家Gorter和Grendel实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。结论：脂质分子必然排列为连续的两层,GORTER,脂单分子层=2,材料四、20世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗，磷脂分子显得光亮。1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。,蛋白质位于脂双层的什么位置呢？,提出假说:,生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构,单位膜模型,变形虫的变形运动,单位膜模型无法解释的现象,提出假说：细胞膜具有流动性,37下40min后出现了什么现象？说明什么？,膜上的蛋白质分子是可以运动的,材料五、时间：1970年人物：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合。,实验证据,侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动,小资料,磷脂分子的运动,结论：细胞膜具有流动性,冰冻蚀刻(冰冻断裂)。标本用干冰等冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。,材料六、,蛋白质镶、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是不对称的,新技术带来新模型,在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为大多数人所接受。,流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程:,欧文顿：从研究生物膜的功能入手,提出：生物膜是由脂质组成的,欧文顿的假说是否正确？细胞膜中除含有脂质外还有没有其他成分？,化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质,探究成分,探究磷脂在生物膜中的分布,探究蛋白质在生物膜中的分布,探究结构,进一步探究生物膜的结构特点,单位膜结构模型,生物膜的流动镶嵌模型,二、流动镶嵌模型的具体内容：,1、生物膜的组成：,2、生物膜的基本骨架：,3、蛋白质分子存在形态：,4、生物膜的结构特点：,主要由蛋白质和脂质组成,磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。,有镶在表面、嵌入、贯穿三种。外侧有的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）,一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）,5、生物膜的功能特点：,具有选择透过性,生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？,？,？,？,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。,不断完善和发展的流动镶嵌模型,新篇章：人类对自然界的认识永无止境，对膜的研究将更加细致入微,1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（）A细胞膜是选择透过性膜B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成C细胞膜的分子结构具有流动性D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动2人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（）。A选择透过性B保护作用C流动性D自由扩散3一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（）。A结构特点具有流动性B选择透过性C专一性D具有运输物质的功能,A,C,A,课堂练习:,4在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的