初中生物获奖课件集：第四章：第二节流动镶嵌模型VIP

第2节生物膜的流动镶嵌模型 生物膜的结构 思考 1 细胞膜的组成成分 2 磷脂分子在空气 水界面上如何分布 3 磷脂分子在细胞膜上如何分布 细胞膜内外都是液体有水的环境 3 蛋白质分子在细胞膜上如何分布 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 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 3 欧文顿的推论是否正确呢 细胞膜除了脂质外 还有没有其他成分呢 假说 膜是由脂质构成的 对现象的推理分析 有必要 通过鉴定能更准确地说明问题 材料1 欧文顿实验 红细胞的细胞膜 化学分析表明 膜的主要成分是脂质和蛋白质 20世纪初 科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来 并对细胞膜进行了化学成分分析 材料 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 材料3 磷脂分子的结构 A 磷脂是由甘油 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 亲水头部 疏水尾部 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 磷脂分子在细胞膜上如何分布 细胞膜内外都是液体有水的环境 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的红细胞中提取脂质 在空气 水界面上铺成单层分子 发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍 结论 材料4 细胞膜中的脂质 磷脂 分子排列为连续的双分子层 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 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 材料5 罗伯特森实验 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 材料7 人细胞 鼠细胞 杂交细胞 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合试验示意图 实验表明 细胞膜具有流动性 2 根据已有的生物知识或生活经验 你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据 冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型 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 材料6 冰冻时刻电子显微发 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 材料6 流动镶嵌模型 细胞膜的组成成分 细胞膜的基本支架 蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的 细胞膜的结构特点 二 流动镶嵌模型的基本内容 桑格和尼克森流动镶嵌模型 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 1972年 桑格和 提出了 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 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 20世纪初 科学家的化学分析结果 指出膜主要由 组成 19世纪末 欧文顿的实验和推论 膜由 组成的 一 对生物膜结构的探索历程 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 课堂小结 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 二 对生物膜结构的探索历程 小提示 细胞膜的化学成分主要是磷脂和蛋白质 此外 还有少量糖类 其中 脂质约占总量的50 蛋白质约占40 糖类约占2 10 讨论 1 生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢 流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的 但它无法完美地回答生物膜的所有功能 所以后来不断提出一些新的模型 如Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型 Jain和White于1977年提出板块镶嵌模型等 迄今为止 已提出的生物膜结构模型达几十种之多 生物膜的结构模型虽然有很多种 但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的 其要点和特点基本相同 主要包括膜的分子组成和结构特征 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 例题 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 如下图 请分析问答以下问题 1 细胞融合的实验表明了组成细胞膜的分子是可以运动的 由此也证明了细胞膜具有的特点 2 在细胞融合实验中 一种抗体只能与相应的抗原结合 说明了这类物质在分子结构上具有性 3 细胞融合实验若在20 条件下进行 则两种表面抗原平均分布的时间大大延长 这说明 答案 1 蛋白质流动性 2 特异 3 温度较高时 蛋白质分子的运动速度较快 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胞膜具有一定的流动性 2 变形虫的任何