生物膜的流動鑲嵌模型 good.ppt

1、生物膜的流動鑲嵌模型,根據(jù)細胞膜結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點，你會選擇哪一種材料做細胞膜，為什么？,A:塑料袋 B:普通布 C:彈力布,科幻之旅 如果有“時光機器”，將此刻的你送回19世紀(jì)，你會從哪幾個方面去研究細胞膜的結(jié)構(gòu)?,問題1,細胞膜的組成成分是什么呢？,對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程:,資料1.歐文頓的實驗,時間：19世紀(jì)末（1895年） 實驗：歐文頓(E.Overton)用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞的通透性進行上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜。,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),溶于脂質(zhì)的物質(zhì),提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。,實驗驗證：2

2、0世紀(jì)初，科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶分解,得出結(jié)論：膜中含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì),資料2.其他科學(xué)家的實驗,應(yīng)用化學(xué)手段分析進一步表明： 膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多,問題2,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機結(jié)合構(gòu)成膜的呢？,磷脂分子的結(jié)構(gòu),親水,疏水,繪圖活動：將磷脂分子在空氣水界面上鋪展成單分子層，磷脂分子的頭尾將如何排布？,空氣,水,A,B,C,那生物膜在細胞中如是何排列的呢？,時間：1925年實驗：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測得

3、單分子層的面積恰好為紅細胞表面積的2倍。,得出結(jié)論： 細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層,資料3.荷蘭科學(xué)家的實驗,蛋白質(zhì)位于細胞膜的什么位置呢？,推測:? ? ? ? ? ?,資料4.羅伯特森的實驗和模型,實驗：利用電鏡，獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗明暗的三層結(jié)構(gòu)。,“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)模式圖,要點： 膜為靜止的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)均勻分布在磷脂雙分子層兩側(cè),問題3,三明治模型的弊端：,蛋白質(zhì)不是均勻分布在磷脂分子兩側(cè)。 細胞膜并不是靜止不動的，而是有流動性。,標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。,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

4、的,冰凍蝕刻電子顯微法,37下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？,膜上的蛋白具有流動性,實驗驗證：1970年綠色熒光的染料標(biāo)記的小鼠表面的蛋白質(zhì)分子，用紅色熒光染料標(biāo)記人細胞表面的蛋白質(zhì)分子，將小鼠細胞和人的細胞相融合,想一想:還有哪些簡單的例子也能說明膜具有流動性？,植物細胞的質(zhì)壁分離 變形蟲的變形運動 白細胞的吞噬作用,變形蟲的運動:,白細胞的吞噬作用:,在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。,流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié),1、生物膜的組成：,2、生物膜的基本骨架：,3、蛋白質(zhì)

5、分子存在形態(tài)：,主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成，還有少量糖類,磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）。,有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。,5、生物膜的結(jié)構(gòu)特點：,一定的流動性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的）,4、分布在細胞膜外表，糖鏈與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。 細胞膜外側(cè)許多糖蛋白組成的一層結(jié)構(gòu)叫做糖被。 糖被：具有保護和潤滑、與細胞識別、細胞間信息傳遞等密切 除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的糖脂。,6、細胞膜的功能特點：,選擇透過性,磷脂分子的運動 側(cè)向擴散運動；旋轉(zhuǎn)運動；擺動運動 伸縮震蕩運動；翻轉(zhuǎn)運動

6、；旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運動。,1.生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？,？,？,？,2.縱觀整個人們建立生物膜模型的探索過程，實驗技 術(shù)的進步所起到怎樣的作用？,3.分析生物膜模型的建立過程,你受到什么啟示?,小結(jié)：概念圖,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子,部分鑲在磷脂雙分子層表面,部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,流動性,成分,1.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（ ） A 細胞膜具有一定流動性 B 細胞膜是選擇透過性 C 細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架 D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子,2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（ ）,A 細胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜,3.一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，進入一相鄰細胞葉綠體