流动镶嵌模型.pptx

第2节生物膜的流动镶嵌模型 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 具有选择透过性 生物学基本观点 结构决定功能 结构与功能相适应 思考 细胞膜有如此的功能 那么它又有怎样的结构呢 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 细胞膜 E Overton的假说 膜是由脂质组成的 非脂溶性物质 脂溶性物质 一 对生物膜结构的探索历程 资料1 时间 1895年人物 欧文顿 E Overton 欧文顿用了500多种化学物质进行了上万次实验 20世纪初 科学家第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来 应用化学手段分析表明 膜的主要成分是脂质和蛋白质 组成膜的脂质中磷脂含量最多 资料2 磷脂在细胞膜中是如何排布的呢 活动主题一 利用上述知识 推理和想象 画出磷脂分子在空气 水界面上的排列情况 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 资料3 朗缪尔 ILangmuir 磷脂分子结构 磷脂分子 水 磷脂分子在空气 水界面上铺展成单分子层 空气 资料41925年荷兰科学家 用丙酮从红细胞中提取脂质 在空气 水界面上铺展成单分子层 测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 结论 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层 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 活动主题二 猜想的模型是 问题1 脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢 资料5 超薄切片技术获得的细胞膜照片 罗伯特森 J D Robertsen 认为 生物膜是由 蛋白质 脂质 蛋白质 构成的三层静态统一结构 1959年 罗伯特森 J D Robertsen 在电镜下看到细胞膜清晰的暗 亮 暗的三层结构 静态的 蛋白质 脂质 蛋白质 三层结构模式图 特点 蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧 构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的 部分嵌入的蛋白质 贯穿的蛋白质 镶在表面的蛋白质 全部嵌入的蛋白质 新技术表明 蛋白质在磷脂双分子层中有三种排列方式 或镶在表面 或嵌入其中 或贯穿其中 活动主题三 修正细胞膜模型 静态的细胞膜能不能完成下面的生命活动呢 变形虫在吞噬草履虫 植物细胞质壁分离 问题2 这一实验以及其他实验表明 细胞膜具有 资料6 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图 时间 1970年人物 弗雷和埃迪登 Frye和Edidin 实验 人细胞 小鼠细胞 细胞融合 红色荧光染料标记的膜蛋白 绿色荧光染料标记的膜蛋白 实验证明 分子可以流动 蛋白质 流动性 时间 1972年人物 桑格和尼克森假说 流动镶嵌模型 资料7 生物膜结构模型示意图 2 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 3 蛋白质分子有的在磷脂双分子层表面 有的部分或全部磷脂双分子层中 有的整个磷脂双分子层 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 1 生物膜主要由和组成 脂质 蛋白质 磷脂双分子层 镶在 嵌入 贯穿 4 生物膜的结构特点 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可运动的 一定的流动性 外侧的蛋白质分子有的与糖类结合形成糖被 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 细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂 总结 生物膜的流动镶嵌模型探究历程 1895年膜是由 组成的 20世纪初膜的主要成分是 1925年细胞膜中的脂质分子一定为连续的两层 1959年 结构模型 1972年 1970年细胞膜具有一定的 脂质 脂质和蛋白质 蛋白质 脂质 蛋白质 流动性 流动镶嵌模型 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 提出假说 观察和实验 科学方法 实验和观察 推理和想象 2 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 1 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 思考与讨论 生物膜 结构特点 功能特点 结构组成 结构探究历程 决定 一定的流动性 选择透过性 磷脂双分子层 蛋白质分子 概念图小结 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 课堂反馈 C 2 异体器官的移植手术往往很难成功 最大的障碍就是异体细胞间的排斥 这主要是由于细胞膜具有识别作用 这种生理功能的结构基础是 A 细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成B 细胞膜表面有糖蛋白C 细胞膜具有一定的流动性D 细胞膜具有选择透过性 B 3 变形虫的任何部位都能伸出伪足 人体某些白细胞能吞噬病菌 这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的 A 保护作用B 一定的流动