第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型正式ppt課件

1、 1 1、簡述生物膜的結構。、簡述生物膜的結構。 2 2、探討在建立生物膜型的過程中，實、探討在建立生物膜型的過程中，實驗技術進步所起的作用。驗技術進步所起的作用。 3 3、探討建立生物膜模型的過程中如何、探討建立生物膜模型的過程中如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點。體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點?！緦W習目標】【學習目標】 從物質運輸?shù)膶嵗梢钥闯?，生物膜對從物質運輸?shù)膶嵗梢钥闯?，生物膜對物質進出細胞是有選擇性的。物質進出細胞是有選擇性的。 “ “為什么生物膜為什么生物膜能夠控制物質的進出？能夠控制物質的進出？”,“”,“這與生物膜的結構這與生物膜的結構有什么關系？有什么關系？”正是對物質跨膜運輸現(xiàn)

2、象產(chǎn)生正是對物質跨膜運輸現(xiàn)象產(chǎn)生的疑問，科學家開始了對生物膜結構的探索。的疑問，科學家開始了對生物膜結構的探索。小組討論:歐文頓的實驗如何進行的？歐文頓得出了什么“結論”?“結論得出后還有必要進行驗證嗎？一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程1 1、對生物膜組分的探索、對生物膜組分的探索時間：時間：18951895年年人物：歐文頓人物：歐文頓E.OvertonE.Overton）實驗：用實驗：用500500多種化學物質對植物細胞的通透性進行了上多種化學物質對植物細胞的通透性進行了上萬次萬次 實驗。實驗。一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程1 1、對生物膜組分的探索

3、、對生物膜組分的探索不溶于脂質的物質不溶于脂質的物質溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜細胞膜時間：時間：2020世紀初世紀初小組討論:科學家又進行了怎樣的實驗？實驗得出什么樣的結論?結論得出后還有必要進行驗證嗎？ 第一次分離出哺乳動物的紅細胞細胞膜,并對其進行化學分析。發(fā)現(xiàn)：細胞膜不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶(能專一地 分 解 蛋 白 質 的 物 質 )分 解 。時間：時間：2020世紀初世紀初 脂質和蛋白質是怎樣有機結合構脂質和蛋白質是怎樣有機結合構成膜的呢？成膜的呢？時間：時間：19251925年年 人物：兩位荷蘭科學家人物：兩位荷蘭科學家2 2、對生物膜結構的探索、對生物膜結

4、構的探索小組討論:科學家是如何進行的實驗？在實驗中觀察到什么現(xiàn)象?他們推測磷脂分子在細胞膜中是怎樣排列的?親水頭部疏水尾部 磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所組成的磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所組成的分子，磷酸分子，磷酸“頭部是親水的，脂肪酸頭部是親水的，脂肪酸“尾尾部是疏水的。部是疏水的。將磷脂分子在空氣將磷脂分子在空氣水界面上鋪展水界面上鋪展成單分子層，磷脂分子的頭尾將如成單分子層，磷脂分子的頭尾將如何排布？何排布？空氣空氣 水水 討論：在細胞中，細胞膜的兩討論：在細胞中，細胞膜的兩側都有水環(huán)境存在，側都有水環(huán)境存在， 此時磷脂此時磷脂分子的頭尾將如何排布？分子的頭尾將如何排布？蛋白質位于細胞膜的

5、什么位蛋白質位于細胞膜的什么位置呢？置呢？推測？推測？40年代，曾經(jīng)有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊假說問題：問題：小組討論：實驗的現(xiàn)象是什么？羅伯特森提出了什么假說？ 時間：時間：19591959年年 人物：羅伯特森人物：羅伯特森J.D.RobertsonJ.D.Robertson）兩層暗層蛋白質）兩層暗層蛋白質）一層明層脂質）一層明層脂質）時間：時間：19591959年年 人物：羅伯特森人物：羅伯特森J.D.RobertsonJ.D.Robertson） 在電鏡下看到細胞膜清晰的暗在電鏡下看到細胞膜清晰的暗亮亮暗的三層結構。暗的三層結構。 提出假說：提出假說： 生物膜是由生物膜是由“蛋白質

6、蛋白質脂質脂質蛋白質的三層結構構成的靜態(tài)統(tǒng)一結構蛋白質的三層結構構成的靜態(tài)統(tǒng)一結構變形蟲的變形運動 冰凍蝕刻冰凍蝕刻( (冰凍斷裂冰凍斷裂) )技術技術蛋白質鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分蛋白質鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分子層中。子層中。結論：細胞膜蛋白質具有一定的流動性結論：細胞膜蛋白質具有一定的流動性人細胞人細胞鼠細胞鼠細胞熒光標記 膜蛋白誘導交融40分鐘后370C資料資料20時間：時間：1970年年人物：弗雷和埃迪登人物：弗雷和埃迪登( Frye 和和 Edidin )結論：細胞膜上磷脂具有一定的流動性結論：細胞膜上磷脂具有一定的流動性新技術帶來新模型新技術帶來新模型時間：時間：19721972年

7、年 人物：桑格與尼克森人物：桑格與尼克森流動鑲嵌模流動鑲嵌模型型 1、磷脂分子以疏水性尾部相對朝向膜的內(nèi)側，親水性頭部朝向膜的外側，磷脂雙分子層組成生物膜的基本骨架；2、蛋白質或鑲在脂雙層的表面，或嵌插在、蛋白質或鑲在脂雙層的表面，或嵌插在其內(nèi)部，或橫跨整個磷脂雙分子層，表現(xiàn)其內(nèi)部，或橫跨整個磷脂雙分子層，表現(xiàn)出分布的不對稱性。出分布的不對稱性。3、磷脂分子和大多數(shù)蛋白質是可以運、磷脂分子和大多數(shù)蛋白質是可以運動的，體現(xiàn)了膜的流動性。動的，體現(xiàn)了膜的流動性。多糖蛋白質糖蛋白糖蛋白1 有保護和潤滑作用。有保護和潤滑作用。2 與細胞膜表面的識與細胞膜表面的識別有密切關系。別有密切關系。糖蛋白的作用

8、：糖蛋白的作用：4、二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1 1、膜的基本支架、膜的基本支架: :磷脂雙分子層構成了膜的基本磷脂雙分子層構成了膜的基本支架支架 ( (其中磷脂分子的親水性的頭部朝向兩側，其中磷脂分子的親水性的頭部朝向兩側，疏水性的尾部朝向內(nèi)側疏水性的尾部朝向內(nèi)側) ) 是輕油般的流體，具有是輕油般的流體，具有流動性。流動性。2 2、蛋白質分子、蛋白質分子: :有的鑲嵌在磷脂雙分子層表有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿整個磷脂雙分子層體現(xiàn)了膜結構有的貫穿整個磷脂雙分子層體現(xiàn)了膜結構內(nèi)外的不對稱

9、性）。大多數(shù)的蛋白質分子也內(nèi)外的不對稱性）。大多數(shù)的蛋白質分子也是可以運動的也體現(xiàn)了膜的流動性）。是可以運動的也體現(xiàn)了膜的流動性）。鑲鑲嵌入嵌入貫穿貫穿3、糖蛋白：細胞膜外表，有一層由細胞、糖蛋白：細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成的糖蛋白，膜上的蛋白質與糖類結合形成的糖蛋白，叫做糖被糖被與細胞識別、胞間信息交叫做糖被糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）。流等有密切聯(lián)系）。生物膜的結構特點生物膜的結構特點-一定的流動性一定的流動性 磷脂分子是可以運動的，具有流動性；大多磷脂分子是可以運動的，具有流動性；大多數(shù)的蛋白質分子也是可以運動的，也體現(xiàn)了流數(shù)的蛋白質分子也是可以運動

10、的，也體現(xiàn)了流動性。動性。生物膜的功能特點生物膜的功能特點-選擇透過性選擇透過性 水分子可自由通過，細胞需要的離子和小分水分子可自由通過，細胞需要的離子和小分子也可自由通過。而其它離子、小分子和大分子也可自由通過。而其它離子、小分子和大分子不能通過。子不能通過。三、生物膜的特點三、生物膜的特點31時間和人物時間和人物歷史事件歷史事件歷史結論歷史結論 多種物質對膜通透性實驗多種物質對膜通透性實驗對紅細胞膜化學分析對紅細胞膜化學分析紅細胞膜的脂質鋪展成單紅細胞膜的脂質鋪展成單層分子的面積是原膜表面層分子的面積是原膜表面積的兩倍積的兩倍電鏡下膜呈電鏡下膜呈“暗暗亮亮暗暗三層結構三層結構蛋白質蛋白質脂

11、質脂質蛋白質蛋白質人、鼠細胞融合實驗。人、鼠細胞融合實驗。新的觀察和實驗證據(jù)的基礎新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出分子結構模型。上，提出分子結構模型。膜是由脂質組成的膜是由脂質組成的膜中含脂質和蛋白質膜中含脂質和蛋白質脂質雙層結構脂質雙層結構膜具流動性膜具流動性流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，羅伯特森羅伯特森19251925年，年，兩位荷蘭兩位荷蘭科學家科學家2020世紀初世紀初1919世紀末世紀末歐文頓歐文頓總結：生物膜結構的探究歷程總結：生物膜結構的探究歷程生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？20192019年度諾貝爾年度諾貝爾化學獎授予兩名研究化學獎授予兩名研究細胞膜的美國科學家細胞膜的美國科學家阿格雷和麥金農(nóng)。以阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們在細胞膜物表彰他們在細胞膜物質運輸?shù)耐ǖ婪矫嫠|運輸?shù)耐ǖ婪?/p>