高中生物 第4章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型课件 新人教版必修1.ppt

生物膜的流动镶嵌模型 1 什么叫生物膜 细胞中的膜 含细胞膜 细胞器膜 核膜 2 细胞膜的主要成分是什么 脂质约50 蛋白质约40 糖类2 10 主要成分 温故知新 问题探讨 解析 三种材料比较 弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性 相对好一些 当然 这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距 2 微孔塑胶 猪或其他动物的膀胱 1 弹力布 解析 有条件的话 使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜 使用透析袋也可以 如果制作临时使用的模型 利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料 19世纪末 欧文顿 用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验 发现脂质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的 1925年 两位荷兰科学家 从细胞膜中提取脂质 铺成单层分子 面积是细胞膜的2倍 细胞膜中脂质为连续的两层 1959年 罗伯特森 在电镜下看到细胞膜由 蛋白质 脂质 蛋白质 的三层结构构成 生物膜为三层静态统一结构 1970年 弗雷和埃迪登 分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质 并将两细胞融合 发现荧光均匀 细胞膜具有流动性 1972年 桑格和尼克森 在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌模型 一 对生物膜结构的探索历程 资料一 19世纪末欧文顿研究细胞膜的通透性实验 1895年 探究细胞膜的化学成分 资料二 20世纪初分离并分析出哺乳动物红细胞主要成分为脂质和蛋白质 探究细胞膜的化学成分 资料三 1925年荷兰科学家把红细胞膜中的脂质提取出来 在水面上铺成单分子层 发现其面积是红细胞表面积的两倍 探究细胞膜的结构 资料四 20世纪40年代 探究细胞膜的结构 资料五 1959年罗伯特森 探究生物膜模型 资料六 1970年人 鼠细胞杂交实验 探究细胞膜的结构特性 资料七 1972年桑格和尼克森 探究流动镶嵌模型 一 对生物膜结构的探索历程 时间 19世纪末1895年 探究细胞膜的化学成分 人物 欧文顿 e overton 实验 用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验 发现脂质更容易通过细胞膜 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 相似相溶原理 提出假说 膜是由脂质组成的 资料一 细胞膜的通透性实验 实验 采用哺乳动物的红细胞 经过特殊处理使细胞发生溶血现象 一些物质溶出 再将溶出细胞外的物质洗掉 即可得到纯净的细胞膜 又称血影 化学分析表明 膜的成分主要是脂质和蛋白质 时间 20世纪初 资料二 探究细胞膜的化学成分 资料三 1925年荷兰科学家从红细胞中抽取脂类进行展层 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 探究细胞膜的结构 结论 细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层 p66思考与讨论磷脂是一种由甘油 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 小资料 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 想一想 磷脂分子在空气 水界面上会怎么样铺展 亲水 头部 水 空气 亲水的 头部 与水接触 疏水的 尾巴 远离水 朝向空气的一面 在水空气界面上铺展成单分子层 疏水 尾部 单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 资料四 时间 1959年 探究生物膜模型 人物 罗伯特森 j d robertsen 实验 在电镜下看到细胞膜清晰的暗 亮 暗的三层结构 静态的统一结构 一层明层 脂质 两层暗层 蛋白质 蛋白质 脂质 蛋白质 三明治模型 静止模型的观点 蛋白质 脂质 蛋白质 三层结构 要点 所有膜结构都相同 静态的结构 质疑 各种生物膜功能不同 应该结构也不同 细胞的生长 变形虫的变形运动等现象不好解释 新的发现 随着新技术的运用 科学家发现膜蛋白并不是全部铺在脂质的表面 有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的 有什么证据说明细胞膜不是静止的呢 时间 1970年 探究细胞膜的结构特性 人物 larryfrye等实验 将人和鼠的细胞表面的蛋白分别用不同的荧光标记后 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荧光抗体均匀分布 资料六 提出假说 细胞膜具有流动性 结论 细胞膜具有一定的流动性 举例说明细胞膜具有流动性 变形虫的变形运动 植物细胞的质壁分离 动物细胞吸水膨胀和失水皱缩 糖蛋白 多糖 资料七 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 为多数人所接受1 细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中的蛋白质组成 还有少量的糖类 2 磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧 亲水性头部朝向膜的外侧 组成生物膜的基本骨架 磷脂分子的运动 侧向扩散运动 旋转运动 摆动运动 伸缩震荡运动 翻转运动 旋转异构化运动 蛋白质分子的位置 蛋白质 3 蛋白质有的镶嵌在脂双层的表面 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 表现出分布的不对称性 糖蛋白的作用 1有保护和润滑作用 2有识别 免疫等作用 4 在细胞膜的外表 有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白 叫做糖被 有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂 例1使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力 a核酸酶b龙胆紫c糖水解酶d淀粉酶 解析 细胞膜上有识别功能的糖蛋白 而糖水解酶就把糖蛋白水解了 糖蛋白就没有水解能力了 c 2 膜蛋白的运动性 5 磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的 体现了膜的流动性 结构特点 1 磷脂分子的运动性 流动镶嵌模型的基本内容 1 膜的组成成分 主要是磷脂和蛋白质 还有少量的糖类 2 膜的基本支架 磷脂双分子层 3 蛋白质分子的位置 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 生物膜的特点 结构特点 功能特点 具有选择透过性 具有一定的流动性 细胞膜 结构 主要成分 结构模型 磷脂 蛋白质 还有糖蛋白 糖脂 流动镶嵌模型 覆盖 镶嵌 横跨 特性 具有一定的流动性 基本骨架 磷脂双分子层 课堂总结 蛋白质 对生物膜结构的探索历程 19世纪末 欧文顿的实验和推论 膜是由组成的 20世纪初 科学家的化学分析结果 指出膜主要由 组成 1959年罗伯特森提出的 三明治 结构模型 所有生物膜都由三层结构 1970年 荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验 指出细胞膜具有 1972年 桑格和提出了 脂质 脂质和 蛋白质 蛋白质 脂质 蛋白质 流动性 尼克森 流动镶嵌模型 小结 1 生物膜的组成 生物膜主要由 和 组成的 脂质 蛋白质 2 生物膜的流动镶嵌模型 生物膜的流动模型认为 构成了膜的基本骨架 构成生物膜的磷脂具有流动性 大多数蛋白质分子也是可以运动的 磷脂双分子层 3 糖被的结构及功能 糖被是细胞膜的外表 一层由细胞膜上的 和 结合形成的糖蛋白 其作用是 等 蛋白质 糖类 细胞识别 免疫反应 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 横跨双分子层 流动性 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 课堂练习 2 下列哪一种膜结构能通过生物大分子 a细胞膜b核膜c线粒体膜c叶绿体膜 3 一分子co2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来 进入一相邻细胞叶绿体基质内 共穿过的生物膜层数是 a5b6c7d8 4 细胞膜上与细胞识别 免疫反应 信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是 a糖蛋白b磷脂c脂肪d核酸 5 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一定的流动性c主动运输d选择透过性 6 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 c 7 科学家将一个细胞的的细胞膜中的磷脂成分抽提出来 并将它在空气 水界面上铺成单分子层 发现这个单分子层的表面积 相当于原来细胞膜表面积的两倍 这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是 a 单层排列b 均匀稀疏排列c 双层排列d 均匀紧密排列 c 8 构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是 a 蛋白质和磷酸b 蛋白质和脂肪c 氨基酸和磷脂d 蛋白质和磷脂 d 2 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 有必要 通过鉴定能更准确地说明问题 3 那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取 分离和鉴定呢 当时的技术不能实现 1 最初认识到生物膜是由脂质组成的 是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定 从生理功能上入手 通过对现象的推理分析的 p66思考与讨论 p67思考与讨论 1 关键性的推动作用 解析 在建立生物膜模型的过程中 实验技术的进步起到了关键性的推动作用 如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在 冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称 荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等 没有这些技术的支持 人类的认识便不能发展 2 解析 在建立生物膜模型的过程中 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 例如 不同生物膜的功能是有差异的 在生命系统中 一般来说 功能的不同常伴随着结构的差异 而早期的生物膜模型假定