生物膜的流动镶嵌模型

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,4,章 细胞的物质输入和输出,第,2,节 生物膜的流动镶嵌模型,教学目标,简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容,举例说明生物膜具有流动性特点,探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。,学习指导,1.,最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？,2.,在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？,3.,脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？,4.,蛋白质位于脂双层的什么位置呢？,5,蛋白质,-,脂质,-,蛋白质结构模型有什么不足？,6.,有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？,7.,生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？,一、对生物膜结构的探索历程,问题探讨,1.,根据结构与功能相适应的观点分析,用哪种材料做细胞膜,更适于体现细胞膜的功能,?,2.,你还能想出更好的材料做细胞膜吗,?,提示：,三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的,柔变性,和一定的,通透性,，相对好一些。当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距,。,提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用,透析袋,也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他,动物的膀胱,做细胞膜是更加理想的材料。,时间,：,19,世纪末,1895,年,人物,：欧文顿（,E.Overton,）,实验,：用,500,多种物质对植物细胞进行上万次的通透,性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。,提出假说,：,资料一,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,膜是由,脂质,组成的,2.,欧文顿的分析假说是如何提出的呢？,根据他的实验结果：凡可以溶于脂质的物质，比不溶,于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,3.,在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行,提取、分离和鉴定吗？,有必要，通过鉴定能更准确地说明问题,4.,那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离,和鉴定呢？,当时的技术不能实现,1.,最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对,现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？,从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。,时间,：,1925,年,人物,：荷兰科学家,Gorter,和,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出,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恰好为红细胞表面积的,2,倍。,提出假说,：,资料二,细胞膜中的磷脂是双层的,磷脂双分子,时间,：,1959,年,人物,：罗伯特森（）,实验,：在电镜下看到细胞膜由“蛋白质,脂质,蛋白,质”的三层结构构成,提出假说,：,资料三,思考,根据结构和功能相适应的观点，,它有什么不完善的地方？为什么？,1.,把生物膜描述为,静态的刚性结构,，这显然与膜,功能的多样性相矛盾。,2.,无法解释细胞的生长、变形虫的,变形运动,、白细胞,吞噬病毒,等现象。,生物膜是由“蛋白质,脂质,蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构,时间,：,1970,年,人物,：,Larry Frye,等,资料四,实验,1,：随技术手段的发展，科学家对蛋白质在膜中的排布有了什么新发现？,实验,2,：科学家通过什么实验证明了膜的流动性？,（人和鼠两种细胞融合）,提出假说,：,细胞膜具有流动性,时间：1972年,人物：桑格和,尼克森,提出：,流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,19,世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由,组成的；,20,世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由,和,组成；,1959,年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由,三层结构；,1970,年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有,；,1972,年，桑格和,提出了,。,脂质,脂质,蛋白质,蛋白质脂质蛋白质,流动性,尼克森,流动镶嵌模型,小结,1.,生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？,生物膜的流动镶嵌模型不是完美无缺。,2.,纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技,术的进步所起到怎样的作用？,实验技术的进步起到了关键性的推动作用。,3.,分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？,在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应,的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、,再认识；使人类一步步接近生物膜的真相。,思考,二、流动镶嵌模型的基本内容,流动镶嵌模型的基本内容：,1,、磷脂双分子层构成膜的基本支架。,（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）,2,、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。,（体现了膜结构内外的不对称性）,3,、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。,（其分子的运动有多种形式）,4,、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。,（也体现了膜的流动性）,5,、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。,（糖被与,细胞识别,、胞间信息交流等有密切联系）,生物膜模型建立和完善过程,已有知识、现象,提出假说、模型,检验、修正和补充,解释相关现象,普遍被接受,1、,据研究发现，胆固醇、,小分子脂肪酸、维生素,D,等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）,A,细胞膜具有一定流动性,B,细胞膜是选择透过性,C,细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架,D,细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,课堂练习,2.,下列哪一种膜结构能通过生物大分子（）,A,细胞膜,B,核膜,C,线粒体膜,C,叶绿体膜,3,、,一分子,CO,2,从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的,磷脂分子层,层数是（）,A 6 B 8 C 10 D 12,4,、,细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）,A,糖蛋白,B,磷脂,C,脂肪,D,核酸,5,、,变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）,A,保护作用,B,一定的流动性,C,主动运输,D,选择透过性,6,、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（）,A,维生素,D,和性激素,B,水和尿素,C,氨基酸和葡萄糖,D,酶和胰岛素,7.,一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定？,A.,是选择透过性膜,B.,具有一定的流动性,C.,具有专一性,D.,具有运输物质的功能,8.,生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白。在细胞生命活动中，糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信息传导中有重要的功能。下列生物结构中，糖蛋白含量可能最多的是,A.,类囊体的膜,B.,线粒体的膜,C.,细胞膜,D.,内质网膜,9.,生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是,以磷脂双分子层为基本骨架,A,B,蛋白质,-,脂质,-,蛋白质的三层结构,C,D,静止的,流动的,10.,根据细胞膜的结构和功能特点，分析并回答下列问题,A,、,1985,年科学家在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现,脂溶性物质,容易通过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有,。,B,、,1925,年科学家用丙酮提取细胞膜的,脂类物质,，并将它在空气,水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来的,两倍,。由此可以认为细胞膜由,构成。,脂类物质,两层脂类物质,Thank you!,注：海绵”,:,多孔动物的通称,全身布满小孔。没有嘴，没有消化腔，也没有中枢神经系统，是一个最原始的动物。,蛋白质,镶在,、,嵌入,、,贯穿,在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是,不对称,的,标本用干冰等,冰冻,。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。,冰冻蚀刻电子显微法,用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。,荧光标记,技术,3740,min,后出现了什么现象？说明什么呢？,细胞膜具有,流动性,磷脂分子的结构,头部,尾部,（亲水）,（疏水）,1.,磷脂在空气-水界面,如何铺展成单分子层？,2.,磷脂分子又是如何,构成细胞膜呢？,空气,水,绘图活动,：,将磷脂分子在,空气水,界面上铺展成单分子层（尝试画图）,亲水极,疏水极,请同学们尝试画,构成细胞膜的,磷脂分子,水,膜,水,磷脂（膜脂）的运动有多种形式：,1,、侧向扩散；,2,、旋转运动；,3,、摆动运动；,4,、伸缩运动；,5,、翻转运动；,6,、旋转异构,蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。,小提示,蛋白质,蛋白质,脂质,