生物膜的流动镶嵌模型课件

第2节 生物膜的流动镶嵌模型必修一必修一 分子与细胞第四章分子与细胞第四章回顾旧知 细胞膜的功能1）将细胞与外界环境分隔开2）控制物质进出细胞3）进行细胞间的信息交流根据结构与功能相适应的观点分析，细胞膜需要具有什么样的结构才能体现其功能?一 对生物膜结构的探索历程探究一：细胞膜的组成成分资料一：19世纪末，欧文顿实验提出假说：膜是由脂质组成的实验一：1895年,E.Overton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的研究。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜资料二：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地催化蛋白质分解的物质）分解。探究：你能推测出什么结论？细胞膜主要由脂质和蛋白质组成细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 。探究二：各组成成分之间的组合形式尾部尾部疏水端疏水端头部头部亲水端亲水端资料一：资料一：学生活动一：根据磷脂分子的特性，请绘出磷脂分子在空气和水界面的排布。磷脂分子在空气水界面上的排布磷脂分子在空气水界面上的排布资料二：1925年，荷兰科学家 E.Gorter&F.Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞的细胞膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。探究：如果你是科学家，展开大胆想象，你会推测出什么样的结论？结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。思考：细胞膜中的磷脂为什么会排列为两层呢？细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢？学生活动二：请尝试着绘出细胞膜中磷脂分子的排布。1959年,罗伯特森(J.D.Robertson)用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片,显示暗-明-暗三层结构,提出“单位膜”模型,它由双层脂质分子和内外表面的蛋白质构成。资料三：“单位膜”模型学生活动三：请尝试构建“单位膜”模型。“单位膜单位膜”模型的局限模型的局限单位膜模型认为生物膜是静态的统一结构，无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞穿过毛细血管壁等现象。给大家提供以下的主要实验材料及用具，设计一探究细胞膜上蛋白质分子能否运动的实验方案。荧光染料:（有红色、绿色等不同颜色，可标记细胞膜表面的蛋白质分子）细胞:小鼠细胞、人细胞等学生活动四：实验探究用荧光染料标用荧光染料标记某种物质，利记某种物质，利用其荧光特性，用其荧光特性，来反应研究对象来反应研究对象的相关信息。的相关信息。荧光标记荧光标记技术技术绿色荧光染料标记的膜蛋白资料四：杂交细胞细胞融合小鼠细胞人细胞红色荧光染料标记的膜蛋白荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图绿色荧光染料标记的膜蛋白资料四：杂交细胞细胞融合小鼠细胞人细胞红色荧光染料标记的膜蛋白荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图结论：细胞膜中的蛋白质分子是可以运动的。磷脂分子的运动磷脂分子的运动资料五：1972年,桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果,在单位膜模型的基础上提出流动镶嵌模型。学生活动五：请尝试构建流动镶嵌模型。镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿膜成分对比表膜成分对比表功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。生物膜的结构模型示意图生物膜的结构模型示意图生物膜的结构特点：生物膜的结构特点：具有一定的流动性。具有一定的流动性。二 流动镶嵌模型的基本内容1 1、生物膜的组成：、生物膜的组成：2 2、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：3、蛋白质分子存在形态：4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质组成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，疏水性尾部朝磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。向内侧）。有镶在表面、嵌入、横跨三种，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）一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）动的）小结小结生物膜流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型脂脂质质蛋蛋白白质质生生物物膜膜脂双层脂双层 基本骨架基本骨架镶在镶在部分或全部嵌入部分或全部嵌入横跨横跨/贯穿贯穿磷脂双分子层磷脂双分子层主主要要成成分分结构特点：具有一定的流动性（脂质的流动性；结构特点：具有一定的流动性（脂质的流动性；大部分蛋白的流动性）大部分蛋白的流动性）根根 据据 现现 象象和和 已已 有有 知知识识提提 出出假假说说 或或 模模 型型用用观观察察和和实实验验对对假假说说或或模模型型进进行行检检验验、修修正正 和和 补补充充 实实践践检检验验建模的基本方法建模的基本方法 分析生物分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示哪些启示?思维拓展思维拓展生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？人类对自人类对自然界的认然界的认识永无止识永无止境，对膜境，对膜的研究将的研究将更加细致更加细致入微。入微。20032003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家胞膜的美国科学家Peter AgrePeter Agre和和Roderick MacKinnonRoderick MacKinnon。利用生活中的废旧物品，利用生活中的废旧物品，5 56 6人组人组成一个小组尝试制作立体的生物膜结构模成一个小组尝试制作立体的生物膜结构模型。型。课外制作典例分析 例例1 磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是()A由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内B由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内C由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同D由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对A结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End36感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日 37