河北省衡水市第十四中学高中生物《生物膜的流动镶嵌模型》课件 新人教版必修1.ppt

膜的研究是当前细胞生物学和分子生物学的重要课题之一 引自汪堃仁院士等主编的 细胞生物学 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 用结构跟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 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 资料1 欧文顿的实验 1 根据实验 提出了什么假说 2 最初对细胞膜的认识 是通过对现象的推理分析还是通过对膜成分的提取与分离 在得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取 分离和鉴定吗 假说 膜是由脂质构成的 对现象的推理分析 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 相似相溶原理 若溶质和溶剂结构相似 彼此互溶 时间 20世纪初实验 科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析 化学分析表明 红细胞的细胞膜 资料2 膜的主要成分是脂质和蛋白质 资料3 朗姆瓦的实验 时间 1917年实验 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 b 根据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 空气界面中的模型 a 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 磷脂分子 活动主题一 请根据朗姆瓦的实验构建磷脂分子在空气与水界面上分布的模型 磷脂分子的特点 头 部具亲水性 尾 部具疏水性 磷脂分子排列为单分子层 时间 1925年人物 荷兰科学家戈特e gorter和格伦德f grendel实验 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约为红细胞表面积的2倍结论 资料4 荷兰科学家的实验 细胞膜中的脂质 磷脂 分子排列为连续的双分子层 活动主题二 根据以上实验结论构建细胞膜中磷脂分子的排布模型 时间 1959年实验 罗伯特森用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片 看到了暗 亮 暗的三层结构 结论 资料5 罗伯特森的实验 注 蛋白质电子密度高显黑色发暗 磷脂分子的电子密度低发亮 生物膜为蛋白质 脂质 蛋白质三层统一的静态结构 活动主题三 请根据罗伯特森观察的结果构建蛋白质在磷脂双分子层中排布方式的模型 单位膜模型 罗伯特森观点 蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧 所有膜厚度相同 蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的 单位膜模型无法解释的现象 时间 1970年实验 弗雷和埃迪登 frye和edidin 将人和鼠的细胞膜蛋白分别用红 绿荧光标记后 让两种细胞融合 杂交细胞的一半发红色荧光 另一半发绿色荧光 放置一段时间后发现两种颜色的荧光均匀分布 资料7 人鼠细胞融合实验 荧光标记实验 结论 细胞膜具有流动性 磷脂分子的运动 冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型 资料6 冰冻蚀刻电子显微法 标本用干冰 液氮 冰冻后用冷刀断开 升温后暴露断裂面 蛋白质 在磷脂双分子层中 镶在 贯穿 嵌入 小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片 活动主题四 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布模型 资料8 流动镶嵌模型 时间 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 为多数人所接受 流动镶嵌模型的基本内容 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 流动性 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的 思考 流动镶嵌模型与蛋白质 脂质 蛋白质三层结构模型有何异同 相同点 都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质 不同点 1 流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是不均匀的 而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧 2 流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的 而三层结构认为生物膜是静止结构 小结 一 对生物膜结构的探索历程 1 19世纪末 欧文顿提出 膜由脂质组成 2 20世纪初 化学分析得出 膜的成分是脂质和蛋白质 3 1925年 荷兰科学家得出 膜上脂质分子是双层的 4 1959年 罗伯特森在电镜观察下得出 蛋白质 脂质 蛋白质的三分层结构 5 1970年 用荧光标记技术证明 膜具有流动性 6 1972年 桑格和尼克森提出 流动镶嵌模型 二 流动镶嵌模型的主要内容 1 生物膜以基本支架 2 蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有 3 生物膜具有一定的 磷脂双分子层 镶在表层 嵌入双分子层 贯穿双分子层 流动性 1 细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质 脂质 蛋白质三层结构模型的最大的不同是 a 流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性 课堂反馈 d 蛋白质 脂质 蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性 c 流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性 b 蛋白质 脂质 蛋白质三层结构模型认为细