膜的研究是当前细胞生物学和分子生物学的重要课题之一PPT课件

膜的研究是当前细胞生物学和分子生物学的重要课题之一。-引自汪堃仁院士等主编的细胞生物学,第2节生物膜的流动镶嵌模型,细胞膜,资料1.欧文顿的实验,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,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,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,亲水“头部”,疏水“尾部“,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,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,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,活动主题三：请根据罗伯特森观察的结果构建蛋白质在磷脂双分子层中排布方式的模型,单位膜模型,罗伯特森观点：蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧，所有膜厚度相同蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的,.,9,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。,资料7.人鼠细胞融合实验（荧光标记实验）,结论：细胞膜具有流动性,冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型,资料6：冰冻蚀刻电子显微法,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,活动主题四：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,资料8.流动镶嵌模型,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。,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，还有少量的糖类,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）,5.生物膜的功能特点：选择透过性,.,15,判断细胞膜内外侧的方法,（1）判断依据：糖蛋白的分布情况（糖蛋白与识别有关）,（2）判断方法,外侧：糖蛋白存在的一侧,内侧：没有糖蛋白的一侧,.,16,细胞膜具有流动性的例证：,1.草履虫取食过程中食物泡的形成过程及胞肛废渣的排出；2.变形虫捕食和运动时伪足的形成；3.白细胞吞噬细菌；4.胞吞和胞吐5.受精时精卵细胞的融合过程；6.动物细胞分裂时细胞膜的缢裂；7.细胞杂交时的细胞融合；8.酵母菌出芽生殖长出芽体,.,17,作业,1.什么是渗透作用以及产生渗透作用的条件2.比较动植物细胞的吸水与失水（用表格形式）,第1节物质跨膜运输的实例,第2节生物膜的流动镶嵌模型,1.生物膜的流动镶嵌模型的基本内容,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