上課)生物膜的流動鑲嵌模型ppt

1、第第2 2節(jié)節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型是誰是誰, ,隔開了原始海洋的動蕩隔開了原始海洋的動蕩, ,是誰是誰, ,為我日夜守邊防為我日夜守邊防, ,是誰是誰, ,為我傳信報安康。為我傳信報安康。沒有你沒有你, ,我我一個小小的細(xì)胞一個小小的細(xì)胞會是何等模樣會是何等模樣? ?丁衛(wèi)萍丁衛(wèi)萍橫州中學(xué)橫州中學(xué) 李李 慶慶細(xì)胞膜的功能有哪些？問題探討塑料袋普通布彈力布其他用結(jié)構(gòu)跟功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？細(xì)胞膜具有：1.分隔2.控制物質(zhì)的進(jìn)出3.信息交流彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？開篇：開篇：從生理功能入手的科學(xué)研究從生理功能入手的科學(xué)研究從生理

2、功能入手的科學(xué)研究從生理功能入手的科學(xué)研究19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性實(shí)驗(yàn)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？思考與討論思考與討論: :最初認(rèn)識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質(zhì)組成膜是由脂質(zhì)組成最初最初依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識，經(jīng)過和有關(guān)知識，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膰?yán)謹(jǐn)?shù)耐评硗评砗痛竽懞痛竽懙南胂?，提出設(shè)想，的想像，提出設(shè)想，是一種常見的科學(xué)是一種常見的科學(xué)方法。假說方法。假說還

3、需要還需要通過實(shí)驗(yàn)觀察通過實(shí)驗(yàn)觀察來證來證實(shí)。實(shí)。提出假說2020世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的成熟世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的成熟的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)從生理功能入手的科學(xué)探究從生理功能入手的科學(xué)探究膜的主要成分是膜的主要成分是脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？問題：問題：繼承篇：繼承篇：單位膜模型的提出單位膜模型的提出單位膜模型的提出單位膜模型的提出小資料磷脂是組成細(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。它有一個親水磷酸“頭”部，和一個疏水

4、的脂肪酸的“尾”部。想一想：想一想：磷脂分子在空氣磷脂分子在空氣- -水界面水界面上會怎么樣鋪展？上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水水空氣空氣親水的“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”單位膜模型的提出單位膜模型的提出細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測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？推測單位膜模型的提出單位膜模型的提出實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1925年 兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機(jī)溶劑）從一定數(shù)量的紅細(xì)胞中抽提脂類，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍脂質(zhì)分子必然排列

5、為連續(xù)脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的的兩層兩層GORTER脂質(zhì)單分子層脂質(zhì)單分子層=2=2細(xì)胞細(xì)胞膜膜單位膜模型的提出單位膜模型的提出蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？推測？推測？40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測蛋白質(zhì)覆蓋在脂質(zhì)的兩邊。假假說說問題：問題：單位膜模型的提出單位膜模型的提出1959年，羅伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證據(jù)蛋白質(zhì)的電子密度高，在電蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。子密度低，顯亮色。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象單位膜模型無法

6、解釋的現(xiàn)象植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象開拓篇：開拓篇：新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型膜能運(yùn)動嗎？如果運(yùn)動，膜上的蛋白質(zhì)又該位于膜能運(yùn)動嗎？如果運(yùn)動，膜上的蛋白質(zhì)又該位于什么位置？什么位置？跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱不對稱的的科學(xué)家關(guān)于蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上存在的三種方式的概括：l鑲在膜表面l嵌在膜中l(wèi)貫穿膜標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型 用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記熒

7、光標(biāo)記技術(shù)膜上的蛋白質(zhì)可以運(yùn)動運(yùn)動新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型小資料磷脂分子的運(yùn)動細(xì)胞膜具有流動性新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型在新的觀察和實(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鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié)流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):3 3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的體現(xiàn)了生物膜的不對稱性不對稱性。（糖被與細(xì)胞識

8、別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）注注意意 細(xì)胞膜的流動性與細(xì)胞功能的關(guān)系細(xì)胞膜的流動性與細(xì)胞功能的關(guān)系 吞噬作用吞噬作用思考：單位膜模型與流動鑲嵌模型有何異同？生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？20032003年度諾貝年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研爾化學(xué)獎授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家家阿格雷阿格雷和和麥金農(nóng)麥金農(nóng)。以表彰他們在細(xì)胞膜以表彰他們在細(xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫖镔|(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。所做的貢獻(xiàn)。 不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型：19世紀(jì)末，歐文頓發(fā)現(xiàn) 物質(zhì)更容易透過細(xì)胞膜。 。20世紀(jì)初，對膜

9、的化學(xué)分析結(jié)果指出膜主要由 和 組成。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？ 1925年 荷蘭科學(xué)家測得膜單分子層恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，提出 . 1959年羅伯特森提出的單位膜模型：所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)。 如果膜是靜態(tài)的，細(xì)胞的一些復(fù)雜功能又怎樣解釋呢？ 1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顧：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程回顧：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程溶于脂質(zhì)的膜是由脂質(zhì)組成脂質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)流動性流動鑲嵌模型小結(jié)：概念圖基本支架具有流動性有的橫跨整個磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運(yùn)動生物膜具有結(jié)構(gòu)特性

10、: 磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂部分鑲在磷脂雙分子層表面雙分子層表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中流動性流動性成分A不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！知識闖關(guān)：第一關(guān)知識闖關(guān)：第一關(guān)人體內(nèi)的白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動，穿出毛細(xì)人體內(nèi)的白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動，穿出毛細(xì)血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程的完成依靠細(xì)胞膜的的完成依靠細(xì)胞膜的 （ ）選擇透過性選擇透過性 保

11、護(hù)作用保護(hù)作用 流動性流動性擴(kuò)散擴(kuò)散A不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！知識闖關(guān)：第二關(guān)知識闖關(guān)：第二關(guān)使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因是（使磷脂特別適于形成細(xì)胞膜的原因是（ ）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是親水性的磷脂是親水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是親水性的磷脂既是疏水性的又是親水性的A不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！CDB不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！不要灰心，不要灰心，再來一次！再來一次！恭喜你，答恭喜

12、你，答對了！再接對了！再接再厲！再厲！知識闖關(guān)：第三關(guān)知識闖關(guān)：第三關(guān)細(xì)胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相細(xì)胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相關(guān)的成分是（關(guān)的成分是（ ）磷脂磷脂糖蛋白糖蛋白 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 磷脂、蛋白質(zhì)磷脂、蛋白質(zhì)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素?fù)?jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)榈任镔|(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）A A 細(xì)胞膜具有一定流動性細(xì)胞膜具有一定流動性B B 細(xì)胞膜是選擇透過性細(xì)胞膜是選擇透過性C C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂反