生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型優(yōu)質(zhì)課

1、學(xué)習(xí)目標(biāo),1,簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu),2,探討在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所,起的作用,3,探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適,應(yīng)的觀點(diǎn),學(xué)習(xí)重點(diǎn),流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容,學(xué)習(xí)難點(diǎn),探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng),的觀點(diǎn),一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,時(shí)間,19,世紀(jì)末,1895,年,人物,歐文頓,E.Overton,實(shí)驗(yàn),用,500,多種物質(zhì)對(duì),植物細(xì)胞的,通透性,進(jìn)行上,萬次的實(shí)驗(yàn),細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的,通透性是不一樣的,溶,于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂,質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞,膜,非脂溶性物,質(zhì),脂溶性物質(zhì),1,對(duì)生物膜,成分,的探索,脂質(zhì),資料,1,假說,膜是

2、由,脂質(zhì),組成的,發(fā)現(xiàn),資料,2,時(shí)間,20,世紀(jì)初,實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離,出來，然后進(jìn)行化學(xué)分析,化學(xué)分析表明：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,脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì),在膜中如何排列,2,對(duì)生物膜,成分,的探索,磷脂是組成細(xì),胞的主要脂質(zhì),是一種由甘油,脂肪酸、和磷,酸等所組成的,分子,它有一個(gè)親水,磷酸“頭”部,和一個(gè)疏水的,脂肪酸的“尾,部,想一想,磷脂分子在空氣,水界面,上會(huì)怎么樣鋪展,親水,頭部,水,空氣,親水的,頭部”與水,接觸,疏水的,尾巴,遠(yuǎn)離水,朝向空氣的,一面，在水空氣界面,上鋪,展成單分子層,疏水,尾部,細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存

3、在,同學(xué)們嘗試著大,膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子,在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢,水,水,D,A,水,C,水,B,水,水,E,C,時(shí)間,1925,年,人物,荷蘭科學(xué)家,Gorter,和,Grendel,實(shí)驗(yàn),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(cè)得單分,子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍,膜中脂質(zhì)分子排列為,連續(xù)兩層,資料,3,3,對(duì)生物膜,結(jié)構(gòu),的探索,磷脂雙分子層,結(jié)論,猜想,利用給定的材料猜想磷脂,雙分子層與蛋白質(zhì)的排,布方式,資料,4,羅伯特森的實(shí)驗(yàn),電子顯微鏡是用電子束照,射被檢樣品，由于電子與,不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生,不同散射度。因,蛋白質(zhì),電

4、,子密度高，故顯,暗帶,磷,脂,分子電子密度低則呈,亮,帶,超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片,生物膜是由,蛋白質(zhì),脂質(zhì),蛋白質(zhì),構(gòu)成的,三層,靜態(tài)統(tǒng)一,結(jié)構(gòu)（三明治模型,4,對(duì)生物膜,架構(gòu),的探索,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的,排布,方式（一,假說,三,明,治,模,型,1,蛋白質(zhì)在膜中分布的對(duì)稱性,2,靜態(tài)結(jié)構(gòu),要點(diǎn),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),在,磷脂雙分子層中,蛋白質(zhì)在膜中的分布是,的,5,對(duì)生物膜,架構(gòu),的探索,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的,排布,方式（二,資料,5,冰凍蝕刻電子顯微法,不對(duì)稱,鑲在,嵌入,橫跨,1,蛋白質(zhì)與磷質(zhì)排布與你先前,的猜想是否一致,2,三明治模型有何不足之處,

5、結(jié)合已有知識(shí)找出證據(jù)說明,分組討論,變形蟲的變形運(yùn)動(dòng),變形蟲在吞噬草履蟲,用熒光染料標(biāo)記,某種物質(zhì)，利用其,熒光特性，來反應(yīng),研究對(duì)象的相關(guān)信,息,熒光標(biāo)記,技術(shù),37,下,40min,后出現(xiàn)了,什么現(xiàn)象？說明什么,結(jié)論：蛋白質(zhì),分子是可以運(yùn),動(dòng)的,說明細(xì),胞膜具有一定,的,流動(dòng)性,時(shí)間,1970,年,人物,費(fèi)雷和埃迪登等,實(shí)驗(yàn),將人和鼠的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì),用不同,熒光染料標(biāo)記后融合,6,新技術(shù)帶來新模型（一,在新的觀察和實(shí)驗(yàn)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(dòng)鑲嵌模型,為多數(shù)人所接受,7,新技術(shù)帶來新模型（二,流動(dòng)鑲

6、嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié),1,生物膜的組成成分,2,生物膜的基本支架,3,蛋白質(zhì)分子位置,4,生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成,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),蛋白質(zhì)分子有的,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,貫穿,整個(gè)磷脂雙,分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性,流動(dòng)性,磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的,細(xì)胞膜外表,有一層由細(xì)胞膜上的,蛋白質(zhì)與糖類,結(jié),合形成的,糖蛋白,叫做糖被。（與,細(xì)胞識(shí)別、胞間,信息交流等有密切聯(lián)系,5,糖被（位置、化學(xué)本質(zhì)、作用,1,在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到,哪些啟示,思考,2,生

7、物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺？說說,你的看法,生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對(duì)自然界的,認(rèn)識(shí)永無止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)膜的,研究將更加細(xì)致入微，對(duì)膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)將能更完善,地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動(dòng)鑲嵌模型,1,科學(xué)研究的艱辛歷程,2,告訴我們,建立模型,的一般方法,3,實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)科學(xué)發(fā)展,4,結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng),5,科學(xué)理論是在不斷修正中完善的,時(shí)間和人物,歷史事件,歷史結(jié)論,多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn),對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析,紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單,層分子的面積是原膜表面,積的兩倍,電鏡下膜呈“暗,亮,暗,三層結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì),脂質(zhì),蛋白質(zhì),人、

8、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn),新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ),上，提出分子結(jié)構(gòu)模型,膜是由,脂質(zhì)組成的,膜中含脂質(zhì)和,蛋白質(zhì),脂質(zhì)雙層,結(jié)構(gòu),膜具,流動(dòng),性,流動(dòng)鑲嵌,模型,1972,桑格,和尼克森,1970,年,1959,年,羅伯特森,1925,年,兩位荷蘭,科學(xué)家,20,世紀(jì)初,19,世紀(jì)末,歐文頓,列表總結(jié),生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程,基本支架,具有流動(dòng)性,有的貫穿整,個(gè)磷脂雙分,子層,生物膜,大多數(shù)可以運(yùn),動(dòng),生物膜具有結(jié)構(gòu)特性,磷脂雙分子,層,蛋白質(zhì)分子,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(dòng)性,成分,概念圖小結(jié),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

9、細(xì)胞膜，這是因?yàn)?A,細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性,B,細(xì)胞膜是選擇透過性,C,細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架,D,細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子,課堂反饋,C,2,異體器官的移植手術(shù)往往很難成功。最大的,障礙就是,異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于細(xì),胞膜具有識(shí)別作用。這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是,A,細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成,B,細(xì)胞膜表面有糖蛋白,C,細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性,D,細(xì)胞膜具有選擇透過性,B,3,變形蟲的任何部位都能伸出,偽足,人體某些白,細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于,細(xì)胞膜的,A,保護(hù)作用,B,一定的流動(dòng)性,C,主,動(dòng)運(yùn)輸,D,選擇透過性,B,4,細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和,血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是,A,糖蛋白,B,磷脂,C,脂肪,D,核酸,A,5,一分子,CO,2,從葉肉細(xì)胞的線粒體中擴(kuò)散出來,進(jìn)入該細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的磷脂分,子層層數(shù)是,A. 6 B. 8 C. 12 D .16,B,