河北省邯郸四中高二生物《42节 生物膜的流动镶嵌模型》课件.ppt

第二节生物膜的流动镶嵌模型 教学目标1 简述生物膜的结构 2 探讨在建立生物膜模型的过程中 实验技术的进步所起的作用 3 探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点 教学重点和难点1 教学流动镶嵌模型的基本内容 2 教学难点探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点 重点 科幻之旅如果有 时光机器 将此刻的你送回19世纪 你会从哪几个方面去研究细胞膜的结构 问题1 细胞膜的组成成分是什么呢 对生物膜结构的探索历程 时间 1895年人物 欧文顿 e overton 实验 用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验 发现 细胞膜对不同物质的通透性是不一样的 溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 对生物膜结构的探索历程 资料1 资料1 欧文顿的实验 提出假说 膜是由脂质组成的 时间 20世纪初实验 科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 然后进行化学分析 实验中发现 细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解 也会被蛋白酶 能专一地分解蛋白质的物质 分解 得出结论 资料2 脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢 问题2 b 根据磷脂分子的结构特点 猜想 磷脂分子在水 空气界面中以及水溶液中的排布方式 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 资料3 磷脂分子结构 磷脂分子 时间 1925年人物 荷兰科学家e gorter和f grendel实验 用丙酮从人的红细胞中提取脂质 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 资料4 两层脂质分子是怎样排列的呢 连续两层排列 蛋白质位于脂双分子层的什么位置呢 问题3 20世纪初 人们通过研究发现 构成蛋白质的20种氨基酸的侧链有的是亲水的 也有的是疏水的 蛋白质分子的亲水性和疏水性情况 蛋白质分子表面基团 有的全部都是亲水的或疏水的 有的部分是亲水的而另一部分则是疏水的 资料5 资料6 罗伯特森的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 超薄切片技术获得的细胞膜照片 生物膜是由 蛋白质 脂质 蛋白质 构成的三层静态统一结构 单位膜模型 4 对生物膜架构的探索 脂质和蛋白质的排布方式 假说 提出静止模型的观点 蛋白质 脂质 蛋白质 单位膜 蛋白质 脂质 蛋白质 三明治模型 静态 蛋白质 脂质 蛋白质 三层结构是否能体现膜的功能呢 质疑 变形虫的变形运动 变形虫在吞噬草履虫 标本用干冰等冰冻 后用冷刀断开 升温后暴露断裂面 蛋白质镶在 嵌入 横跨在磷脂双分子层中 蛋白质在膜中的分布是不对称的 资料7冰冻蚀刻电子显微法 20世纪60年代 荧光染料标记技术 标记大分子 并能检测到被标记的大分子的具体分布 已经得到广泛的应用 设计实验 说明细胞膜是动态的 而不是静态的 科学背景 资料8 人 鼠细胞融合实验 1970年弗雷和埃迪登 frye和edidin 1972年 桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上 提出了流动镶嵌模型 流动镶嵌模型的基本内容 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 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 镶 嵌入 横跨 3 磷脂分子是可以运动的 具有流动性 4 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 5 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 糖蛋白 生物膜结构模型示意图 问题 在生物膜模型的建立和完善过程中 你受到哪些启示 根据现象和已有知识提出假说或模型 建模的基本方法 问题 在生物膜模型的建立和完善过程中 你受到哪些启示 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 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 1 生物