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文檔簡介
1、一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,1.對生物膜成分的探索脂質(zhì)和蛋白質(zhì),歐文頓實(shí)驗(yàn),19世紀(jì)末,歐文頓用500多種 化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。,對歐文頓假設(shè)的驗(yàn)證,20世紀(jì)初,科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物紅細(xì)胞提取出來。,化學(xué)分析表明,膜的主要成分是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì),得出結(jié)論:,細(xì)胞膜中還含有蛋白質(zhì),根據(jù)相似相溶原理,提出假設(shè):,膜是由脂質(zhì)組成的,2.對生物膜結(jié)構(gòu)的探索磷脂雙分子層,荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn),1925年,兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì),在空氣水界面上鋪展成單分子層,測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。,膜中
2、脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層,結(jié)論:,膜中磷脂分子怎樣排成兩層呢?請畫圖,磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子,尾部,頭部,【拓展】磷脂分子的結(jié)構(gòu),疏水,親水,A,B,C,D,【課堂思考】在水空氣介面,磷脂分子是如何排列的?,3.對生物膜架構(gòu)的探索 脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式(一),羅伯特森的實(shí)驗(yàn)和模型,1959年,羅伯特森用電鏡了觀察到了清晰的細(xì)胞膜照片,看到了暗亮暗的三層結(jié)構(gòu),生物膜是由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu),提出假說:,缺陷:不能解釋細(xì)胞膜的流動性,如變形蟲的變形運(yùn)動。,【拓展】羅伯特森的三明治模型:,單位膜模型,1、蛋白質(zhì)在膜中分布的對稱性 2、靜態(tài)結(jié)構(gòu),不能解釋
3、細(xì)胞膜的流動性,3.對生物膜架構(gòu)的探索脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式(二),細(xì)胞冰凍蝕刻實(shí)驗(yàn),蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中,蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的,鑲,嵌入,橫跨,科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中的蛋白顆粒。,4.新技術(shù)帶來新模型(一),人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)(熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)),細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動性,結(jié)論:,這一實(shí)驗(yàn),以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明細(xì)胞膜具有流動性,4.新技術(shù)帶來新模型(二),1972年桑格和尼克森提出了流動鑲嵌模型,【典型例題】,對生物膜結(jié)構(gòu)模型的探究歷經(jīng)了100多年的時間,目前仍在研究之中。在這期間,無數(shù)科學(xué)家積極投身該項(xiàng)研究之中并各自取得一定的進(jìn)展
4、。下列敘述正確的是 ( ) A19世紀(jì)末,歐文頓對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次實(shí)驗(yàn),最終推測膜上含有蛋白質(zhì) B1925年,兩位荷蘭科學(xué)家提取出蛙紅細(xì)胞內(nèi)所有脂質(zhì),最終確定膜上的磷脂為雙層 C1959年,羅伯特森獲得細(xì)胞膜“暗亮暗”的電鏡照片,認(rèn)為蛋白質(zhì)分布于膜兩側(cè) D1972年,桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型,認(rèn)為膜上所有磷脂和蛋白質(zhì)都是運(yùn)動的,C,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; 有的橫跨整個磷脂雙分子層。 (體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性),二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容,磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都不是靜止不動的,而是具有一定的流動性。,-膜的基本支架,【拓展】細(xì)胞膜外側(cè)的
5、糖蛋白與細(xì)胞識別,動物細(xì)胞間的信息交流常見模式,圖1體現(xiàn)了通過體液運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的間接交流,圖2體現(xiàn)了細(xì)胞與細(xì)胞間的直接交流,都依賴于細(xì)胞膜的糖蛋白(受體)。,【典型例題】,如圖中甲為細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,圖乙為圖甲細(xì)胞膜的磷脂分子結(jié)構(gòu)模式圖。下列有關(guān)描述錯誤的是( ),A 圖甲中的是細(xì)胞膜的基本骨架 B 圖乙分子可識別“自己”和“非己”的成分 C 圖甲中與細(xì)胞的選擇吸收有關(guān),可作為氣味分子的受體并完成信息的傳遞 D 將圖乙平展在水面上,a部分與水面接觸,B,三、生物膜的基本特點(diǎn),結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 功能特點(diǎn):,具有一定流動性,選擇透過性,生物膜,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),功能特點(diǎn),結(jié)構(gòu)探究歷程,決定,流動性,選
6、擇透過性,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子,結(jié)構(gòu)組成,1.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特性的不同點(diǎn),(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動性,溫度對此特點(diǎn)的影響是在一定范圍內(nèi),溫度越高,細(xì)胞膜的流動性越大。 (2)功能特性是具有選擇透過性,影響此特性的內(nèi)因是細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量。 (3)二者存在的關(guān)系是:流動性是選擇透過性的基礎(chǔ),膜只有具有流動性,才能表現(xiàn)出選擇透過性。,功能越復(fù)雜的膜中,蛋白質(zhì)數(shù)量越多。 細(xì)胞膜的組分并不是不可變的,如細(xì)胞癌變過程中,細(xì)胞膜組分發(fā)生變化,糖蛋白含量下降,產(chǎn)生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物質(zhì)。 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)圖示中糖蛋白的多糖側(cè)鏈?zhǔn)桥袛嗌锬?nèi)、外側(cè)的依據(jù),多糖側(cè)鏈所在的
7、一側(cè)為細(xì)胞膜外側(cè),另一側(cè)則為細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)。,2.細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的4個注意點(diǎn),一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 1.細(xì)胞膜的成分 歐文頓的實(shí)驗(yàn):細(xì)胞膜含有脂質(zhì) 其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn):細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì) 2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) 荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn):細(xì)胞膜中的脂質(zhì)(磷脂)分子排列為 連續(xù)的雙分子層; 羅伯特森的實(shí)驗(yàn):生物膜為三層統(tǒng)一的靜態(tài)結(jié)構(gòu); 熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn):細(xì)胞膜具有一定的流動性; 二.流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架; 蛋白質(zhì)分子鑲在、嵌入、貫穿于磷脂雙分子層上; 三.生物膜的基本特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動性; 功能特性:具有選擇透過性。,課堂小結(jié),【典型例題】,科學(xué)工作者用不同顏色的
8、熒光染料分別標(biāo)記人和鼠細(xì)胞的膜蛋白后,進(jìn)行細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。該實(shí)驗(yàn)說明 ( ),A膜蛋白是可以移動的 B兩種細(xì)胞的膜蛋白種類相同 C膜蛋白可以起生物催化作用 D膜蛋白能控制某些物質(zhì)出入細(xì)胞,A,四、控制物質(zhì)進(jìn)出功能的驗(yàn)證,(1)染色劑進(jìn)入實(shí)驗(yàn),(2)色素透出實(shí)驗(yàn),正常情況下紫色洋蔥細(xì)胞、各色各樣的花瓣顯現(xiàn)出顏色都是因?yàn)榧?xì)胞液中有某種色素分子,若將有顏色的植物組織放入清水中,色素分子不能透出,若用高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿處理則可導(dǎo)致原生質(zhì)層失活,此時色素分子就會從細(xì)胞液中透出,外界溶液將呈現(xiàn)色素顏色。如:,【典型例題】,水溶性染色劑(PI)能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色,可將其應(yīng)用于細(xì)胞死活的鑒別。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中
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