(新）生物膜的流动镶嵌模型.ppt

第2节 生物膜的 模型 细胞膜的功能特点 选择透过性 究竟需要细胞膜具有什么样的结构才能体现 细胞膜的组成成分是什么呢 一 对生物膜结构的探索历程 提出问题 一 对生物膜结构的探索历程 让我们跟随科学家一同去探索 欧文顿 两位荷兰科学家 罗伯特森 19世纪末 1925年 1959年 1970年 1972年 荧光染料标记实验 桑格和尼克森 20世纪初 对生物膜结构的探索历程 2 根据这些科学家的实验及结论 请你逐步构建细胞膜的模型 在草稿纸上画出平面或立体模型 或利用你手中的材料进行构建 思考 细胞膜的组成成分 磷脂分子在空气 水界面上的分布 磷脂分子在细胞膜上的分布 细胞膜内外都是液体有水的环境 蛋白质分子在细胞膜上的分布 3 总结流动镶嵌模型的基本内容 1 填写表格 导学 1 欧文顿的实验 膜的成分中有脂质 实验观察 提出假设 2 成分分析实验 实验证明 膜的主要成分是脂质和蛋白质 实验验证 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 为什么 思考2 思考1 欧文顿提出细胞膜是由脂质构成的 是直接对膜成分进行提取 鉴定 还是一种推理 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 得出结论 细胞膜中的脂质分子为连续两层排列 3 磷脂分子铺展实验 为什么磷脂能在空气 水界面上铺展开呢 思考3 脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢 再引问题 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 磷脂的化学结构 磷酸亲水头部 脂肪酸链疏水尾部 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 水 空气 单层磷脂分子在空气 水界面应该如何排列 思考4 如果将磷脂分子注入水中 又会如何排列 磷脂分子在细胞膜中的排列 蛋白质在脂质双分子层中是怎样分布的呢 思考5 4 罗伯特森提出的模型 膜的主体是连续的脂双分子层 所有的生物膜都由蛋白质 脂质 蛋白质三层结构构成 他把生物膜描述为静态的 统一的结构 称为 单位膜 模型 建立模型 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 单位膜 模型能解释这个现象吗 思考6 红色荧光染料标记人细胞表面蛋白质 细胞融合 绿色荧光染料标记鼠细胞表面蛋白质 杂交细胞 37 40min 5 细胞杂交实验 时间 1970年 得出结论 细胞膜上的蛋白质具有流动性 实验 单位膜模型的缺陷 单位膜 模型认为 膜是静止的 实验或事实证明 膜是运动的 膜是统一的 不同的膜功能有差异 单位膜模型不能很好地解释膜的多种功能 应该对这一模型怎样修正 才能更好地体现结构与功能相适应的特点呢 1972年 桑格和尼克森对细胞膜结构模型进行修正 思考7 完善模型 细胞膜上的蛋白质具有流动性 实验证明 实验结论 通过相关的实验证明细胞膜具有一定的流动性 1972年 桑格和尼克森提出流动镶嵌模型模型 第2节 生物膜的 模型 流动镶嵌 多种物质对膜通透性实验 对红细胞膜化学分析 红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面积的两倍 电镜下膜呈 暗 亮 暗 三层结构 蛋白质 脂质 蛋白质 人 鼠细胞融合实验 新的观察和实验证据的基础上 提出分子结构模型 膜是由脂质组成的 膜中含脂质和蛋白质 脂质双层结构 膜具流动性 流动镶嵌模型 1972 桑格和尼克森 1970年 1959年 罗伯特森 1925年 两位荷兰科学家 20世纪初 19世纪末欧文顿 列表总结 生物膜结构的探究历程 流动镶嵌 1 磷脂双分子层构成膜的基本支架 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 有的贯穿整个磷脂双分子层 这体现了膜结构内外的不对称性 2 磷脂具有流动性 大多数蛋白质分子可以运动 尝试 如何证明 模型的基本内容 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 磷脂双分子层构成了膜的基本支架 这个支架不是静止的 磷脂双分子层是轻油般的流体 具有流动性 蛋白质分子有的镶在磷脂双分子表面 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 大多数蛋白质分子也是可以运动的 流动镶嵌模型基本内容 4 6 7 膜的组分 课堂小结 概念图小结 生物膜 结构特点 功能特点 结构组成 结构探究历程 决定 流动性 选择透过性 磷脂双分子层 蛋白质分子 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 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 C 2 下列哪种膜结构能通过生物大分子 A细胞膜B核膜C线粒体膜D叶绿体膜 B 3 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 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胞膜具有一定的流动性 4 变形虫的任何部位都能伸出伪足 这一生理过程的完成依赖于细胞膜的 A 保护作用B 一定的流动性C 全透性D 信息交流 5 下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是 A 葡萄糖B 蛋白质C 甘油D 无机盐离子 6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表面了 请分析回