生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型好

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型好第1頁/共36頁21.細(xì)胞膜的功能有哪些？2.上節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞膜的什么功能特點(diǎn)？細(xì)胞膜具有彈性嗎？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.屏障分隔作用2.選擇透過性3.彈性彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？第2頁/共36頁3開篇：

從生理功能入手的科學(xué)研究第3頁/共36頁4從生理功能入手的科學(xué)探究19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細(xì)胞的通透性實(shí)驗(yàn)不溶于脂質(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(cè)出什么結(jié)論呢？思考與討論:最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對(duì)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(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質(zhì)組成最初依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識(shí)，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出設(shè)想，是一種常見的科學(xué)方法。假說還需要通過實(shí)驗(yàn)觀察直接證實(shí)。提出假說第4頁/共36頁520世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：實(shí)驗(yàn)證據(jù)膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？問題：用蛋白酶處理哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞膜，結(jié)果細(xì)胞膜被破壞第5頁/共36頁6繼承篇：單位膜模型的提出第6頁/共36頁7時(shí)間：1925年人物：兩位荷蘭科學(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。第7頁/共36頁8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(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。疏水尾部第8頁/共36頁9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(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？推測(cè)第9頁/共36頁10連續(xù)兩層排列第10頁/共36頁11實(shí)驗(yàn)證據(jù)1925年Gorter和Grendel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(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍磷脂單分子層=2第11頁/共36頁12蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？推測(cè)？？……40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測(cè)蛋白質(zhì)覆蓋在脂質(zhì)的兩邊假說問題：第12頁/共36頁13透射電子顯微鏡（REM）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，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型第13頁/共36頁14提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)思考“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。第14頁/共36頁15第15頁/共36頁標(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)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的冰凍蝕刻電子顯微法第16頁/共36頁17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(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？膜上的蛋白具有流動(dòng)性第17頁/共36頁18①側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；③擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)磷脂分子的運(yùn)動(dòng)第18頁/共36頁19低溫時(shí)，生物的細(xì)胞膜的磷脂雙分子層排列整齊，但溫度上升時(shí)，發(fā)現(xiàn)其排列已不整齊，且厚度也會(huì)變薄。動(dòng)物細(xì)胞的失水皺縮，吸水細(xì)胞膜變薄分泌蛋白的分泌過程洋蔥的表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及皺縮變形蟲的變性運(yùn)動(dòng)和攝食吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的實(shí)例第19頁/共36頁20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)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型第20頁/共36頁二、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第21頁/共36頁流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）2、蛋白質(zhì)分子有的鑲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，有的橫跨整個(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）3、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。

（其分子的運(yùn)動(dòng)有多種形式）4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性）5、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。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）第22頁/共36頁23第23頁/共36頁24現(xiàn)象觀察：19世紀(jì)末，歐文頓發(fā)現(xiàn)

物質(zhì)更容易透過細(xì)胞膜。提出假說：

。實(shí)驗(yàn)證明：20世紀(jì)初，對(duì)膜的化學(xué)分析結(jié)果指出膜主要由

和

組成。提出問題：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？實(shí)驗(yàn)探究：

1925年荷蘭科學(xué)家測(cè)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：所有生物膜都由

三層結(jié)構(gòu)。提出新問題：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？組織新探究：

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

。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(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型小結(jié)：第24頁/共36頁1.生物膜的組成：生物膜是由_________和__________組成的。脂質(zhì)蛋白質(zhì)2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型。

生物膜的流動(dòng)模型認(rèn)為，___________構(gòu)成了膜的基本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂是成___________排列的，具有流動(dòng)性；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。磷脂雙分子層雙層3.糖被的結(jié)構(gòu)及功能。

糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的_________和______結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。蛋白質(zhì)糖類細(xì)胞識(shí)別保護(hù)和潤滑第25頁/共36頁26新技術(shù)帶來新模型技術(shù)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，一定讓你對(duì)膜有了新的認(rèn)識(shí)……嘗試制作細(xì)胞膜模型~~~做一做第26頁/共36頁27實(shí)驗(yàn)技術(shù)與科學(xué)發(fā)展1.在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用？話題：實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)科學(xué)的發(fā)展起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用2.在生物膜模型的建立過程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)是如何體現(xiàn)的？結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)，使人類一步步接近生物膜的真相第27頁/共36頁28生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺呢？？？？第28頁/共36頁29

2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們?cè)诩?xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。不斷完善和發(fā)展的流動(dòng)鑲嵌模型第29頁/共36頁30新篇章： 人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無止境，對(duì)膜的研究將更加細(xì)致入微……第30頁/共36頁31小結(jié)：概念圖基本支架具有流動(dòng)性有的橫跨整個(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)分子部分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)性成分第31頁/共36頁32A不要灰心，再來一次！CDB不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！知識(shí)闖關(guān)：第一關(guān)人體內(nèi)的白細(xì)侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過程的完成依靠細(xì)胞膜的（）選擇透過性保護(hù)作用流動(dòng)性擴(kuò)散第32頁/共36頁33A不要灰心，再來一次！CDB不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！知識(shí)闖關(guān)：第二關(guān)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親水性的磷脂能迅速吸水磷脂既是疏水性的又是親水性的第33頁/共36頁34A不要灰心，再來一次！CDB不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！知識(shí)闖關(guān)：第三關(guān)細(xì)胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相關(guān)的成分是（

）磷脂糖蛋白

蛋白質(zhì)

磷脂、蛋白質(zhì)第34頁/共36頁35某研究性學(xué)習(xí)小組欲研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和成分，如果你是課題組成員，請(qǐng)你回答下列問題：（1）應(yīng)選取人的哪種細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)（）

A．神經(jīng)細(xì)胞B．口腔上皮細(xì)胞C．成熟的紅細(xì)胞D．白細(xì)胞（2）將選取的上述材料放入

，由于滲透作用，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂，然后再用

法獲得純凈的細(xì)胞膜。（3）若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬?，下列能正確反應(yīng)其分布的圖是（）