生物膜的流动性镶嵌模型.ppt

尿毒症患者正在接受血液透析尿毒症患者正在接受血液透析血血透透工工作作原原理理这是模拟生物膜的什么特性？这是模拟生物膜的什么特性？1§§4 -24 -2 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型2一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程时间：时间：18951895年年人物：人物：欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton））实验：实验：E.OvertonE.Overton的推测：的推测： ●●不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜膜中含膜中含脂脂质1 1、对生物膜、对生物膜组分组分的探索的探索————脂质脂质资料资料1 1细胞膜的通透性实验细胞膜的通透性实验3(2).(2).(2).(2).在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行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？提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题(3).(3).(3).(3).那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分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？离和鉴定呢？离和鉴定呢？离和鉴定呢？当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现(1).(1).(1).(1).最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对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？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？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。

从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的4B B：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试画出磷脂分子在试画出磷脂分子在水水——空气界面中空气界面中的排布方式？的排布方式？A A：磷脂是一种由甘油、脂：磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子肪酸和磷酸所组成的分子 ，， 磷酸磷酸 “ “头头” ” 部是部是亲水亲水的，的，脂肪酸脂肪酸““尾尾””部是部是疏水疏水的资料资料2 2：：磷脂分子结构磷脂分子结构磷脂分子磷脂分子5空气空气 水水水环境水环境水环境水环境  在水在水-空气界面处，磷脂分子空气界面处，磷脂分子只能亲水性头部能够接触水！只能亲水性头部能够接触水！  细胞内外均是水环境！细胞内外均是水环境！6 时间：时间：19251925年年 人物：人物：荷兰科学家荷兰科学家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel 实验：实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气——水水 界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细 胞表面积的胞表面积的2 2倍倍。

资料资料3 3：：E.Gorter 和和 F.Grendel 对血影的研究对血影的研究细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！结论：结论：7资料资料4 4 科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被质的物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶( (能专一地分解蛋白质能专一地分解蛋白质的物质的物质) )分解 根据实验现象根据实验现象, ,你对膜化学成分在种类上认识是你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论否还有新的结论? ? 问题探讨问题探讨：：得出结论：得出结论： 推测膜中可能还含有蛋白质等推测膜中可能还含有蛋白质等2 2、对生物膜、对生物膜组分组分的探索的探索————蛋白质蛋白质8资料资料5 5：：电子显微镜是用电电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度因生不同散射度因蛋白质蛋白质电电子密度高，故显子密度高，故显暗带暗带，，磷脂磷脂分子电子密度低则呈分子电子密度低则呈亮带亮带。

超薄切片技术获得的细胞膜照片超薄切片技术获得的细胞膜照片3 3、对生物膜、对生物膜模型架构模型架构的探索的探索 —— ——脂质和蛋白质的脂质和蛋白质的排布排布方式方式9 时间时间时间时间：：：：1959195919591959年年年年 人物人物人物人物：罗伯特森（：罗伯特森（：罗伯特森（：罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.RobertsenJ.D.Robertsen）））） 实验实验实验实验：在电镜下看到细胞膜由：在电镜下看到细胞膜由：在电镜下看到细胞膜由：在电镜下看到细胞膜由“ “暗暗暗暗——亮亮亮亮——暗暗暗暗” ”的三层的三层的三层的三层结构构成结构构成结构构成结构构成 提出假说提出假说提出假说提出假说：：：：思考思考“ “三明治三明治三明治三明治” ”结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？结构模型有什么不足？   “   “三明治三明治三明治三明治” ”静态结构模型不能正确解释细胞生长、静态结构模型不能正确解释细胞生长、静态结构模型不能正确解释细胞生长、静态结构模型不能正确解释细胞生长、变形、载体在物质运输的作用等现象。

变形、载体在物质运输的作用等现象变形、载体在物质运输的作用等现象变形、载体在物质运输的作用等现象 生物膜是由生物膜是由生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质—脂质脂质—蛋白质蛋白质””的三层的三层的三层的三层结构构成的结构构成的结构构成的结构构成的静态统一结构静态统一结构静态统一结构静态统一结构10 冰冻蚀刻冰冻蚀刻( (冰冻断裂冰冻断裂) )标本用干冰等标本用干冰等冰冰冻冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面后用冷刀断开，升温后暴露断裂面资料资料6 6蛋白质蛋白质镶在镶在、、嵌入嵌入、、横跨横跨在在磷脂双分子层中磷脂双分子层中蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的11 资料资料7 7细胞膜具有流动性（细胞膜具有流动性（蛋白质蛋白质））荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图时间：时间：19701970年年人物：人物：弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 Edidin ) Edidin )实验：实验：结论：结论：人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞细胞细胞融合融合杂交细胞杂交细胞37℃40min红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白12时间：时间：19721972年年人物：人物：桑格和尼克森（桑格和尼克森（S. J. Singer & G. Nicolson S. J. Singer & G. Nicolson ））假说：假说： 流动镶嵌模型流动镶嵌模型资料资料8 8生物膜结构模型示意图生物膜结构模型示意图13问题问题2 2：：在生物膜模型的建立和完善过程中，在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示你受到哪些启示? ?问题问题1 1：：请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什么是什么? ?生物膜在结构上有什么样的特点生物膜在结构上有什么样的特点? ?小组讨论小组讨论( (阅读阅读P68P68页相关内容页相关内容) )141 1、膜的基本、膜的基本支架支架————磷脂双分子层磷脂双分子层。

磷脂分子是磷脂分子是可以运动的，具有可以运动的，具有流动流动性2 2、、蛋白质蛋白质分子有的分子有的镶镶、有的、有的嵌嵌入、有的入、有的横跨横跨在磷脂在磷脂双分子层双分子层体现膜结构内外的（体现膜结构内外的不对称性不对称性和和流动性流动性））二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容3 3、膜在结构特性上具有、膜在结构特性上具有流动性流动性15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生物膜的功能特性：生物膜的功能特性：具有选择透过性具有选择透过性16问题问题2 2：：在生物膜模型的建立和完善过程中，在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示你受到哪些启示? ?问题问题1 1：：请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什么是什么? ?生物膜在结构上有什么样的特点生物膜在结构上有什么样的特点? ?小组讨论：小组讨论：17对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程1919世世世世纪纪纪纪末末末末，，，，欧欧欧欧文文文文顿顿顿顿的的的的实实实实验验验验和和和和推推推推论论论论：：：：膜膜膜膜是是是是由由由由 组组组组成的；成的；成的；成的；2020世世世世纪纪纪纪初初初初，，，，科科科科学学学学家家家家的的的的化化化化学学学学分分分分析析析析结结结结果果果果，，，，指指指指出出出出膜膜膜膜主主主主要要要要由由由由 和和和和 组成；组成；组成；组成；19591959年年年年罗罗罗罗伯伯伯伯特特特特森森森森提提提提出出出出的的的的“ “三三三三明明明明治治治治” ”结结结结构构构构模模模模型型型型：：：：所所所所有有有有生物膜都由生物膜都由生物膜都由生物膜都由 三层结构；三层结构；三层结构；三层结构；19701970年年年年，，，，荧荧荧荧光光光光标标标标记记记记小小小小鼠鼠鼠鼠细细细细胞胞胞胞和和和和人人人人细细细细胞胞胞胞融融融融合合合合实实实实验验验验，，，，指出细胞膜具有指出细胞膜具有指出细胞膜具有指出细胞膜具有 ；；；；19721972年，桑格和年，桑格和年，桑格和年，桑格和 提出了提出了提出了提出了 。

脂质脂质脂质脂质脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质流动性流动性流动性流动性尼克森尼克森尼克森尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型小结小结18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 问题问题2 2：：在生物膜模型的建立和完善过程中，在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示你受到哪些启示? ?19 1 1、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美、生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺的呢？细胞膜上除了含有磷脂和蛋无缺的呢？细胞膜上除了含有磷脂和蛋白质分子外，还有其它物质吗？白质分子外，还有其它物质吗？探究探究20细胞膜的成分细胞膜的成分 脂质（磷脂最丰富）大约占脂质（磷脂最丰富）大约占 50% 蛋白质蛋白质 大约占大约占 40% 糖类糖类 大约占大约占 2%-10%细胞膜的功能细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞控制物质进出细胞 进行细胞之间的信息交流进行细胞之间的信息交流21糖蛋白糖蛋白细胞膜上的糖细胞膜上的糖 分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成成糖蛋白糖蛋白。

细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做做糖被糖被 糖被：糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切胞间信息传递等密切22探究探究      2、在制作真核细胞三维结构模型时，提、在制作真核细胞三维结构模型时，提供给你制作细胞膜的三种材料：供给你制作细胞膜的三种材料：塑料袋、普塑料袋、普通布通布和和弹力布弹力布你们认为选哪种材料最好？你们认为选哪种材料最好？为什么为什么?塑料袋只能满足作为系统边界的要求塑料袋只能满足作为系统边界的要求普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求项功能的要求 只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求23生物膜生物膜结构特点结构特点功能特点功能特点结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定③③④④ ②②流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子①①课堂小结课堂小结241 1、、细胞膜的细胞膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型与与蛋白质蛋白质——脂质脂质——蛋白质蛋白质三层结构模型的最大的三层结构模型的最大的不同不同是是A A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性课堂反馈课堂反馈D D、蛋白质、蛋白质——脂质脂质——蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性胞膜具有透过性C C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性B B、蛋白质、蛋白质——脂质脂质——蛋白质三层结构模型认为细蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性胞膜具有一定的流动性252 2、、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的生理过程的完成依赖于细胞膜的 A A 、保护作用、保护作用 B B、、 一定的流动性一定的流动性C C 、全透性、全透性 D D、信息交流、信息交流263 3、、下列物质中最容易通过细胞膜进入细下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白质、蛋白质 C C、甘油、甘油 D D、无机盐离子、无机盐离子2728个人观点供参考，欢迎讨论。