上課生物膜的流動鑲嵌模型PPT課件

1、細(xì)胞膜的功能有哪些？,問題探討,用結(jié)構(gòu)跟功能相適應(yīng)的觀點分析，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： 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,19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性實驗,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì),溶于脂質(zhì)的物質(zhì),細(xì)胞膜,從實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？,思考與討論: 最初認(rèn)識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對實驗現(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,20世紀(jì)初

2、，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：,實驗證據(jù),從生理功能入手的科學(xué)探究,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：,繼承篇： 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，和一個疏水的脂肪酸的“尾”部。,想一想： 磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？,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”,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

3、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,實驗證據(jù),1925年 兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有機溶劑）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)分子必然排列為連續(xù)的兩層,GORTER,脂質(zhì)單分子層=2細(xì)胞膜,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？,問題：,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)。,實驗證據(jù),蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的

4、電子密度低，顯亮色。,單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象,植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象,“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”單位膜模型有什么不足？,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.,開拓篇： 新技術(shù)帶來新模型,膜能運動嗎？如果運動，膜上的蛋白質(zhì)又該位于什么位置？,跨膜蛋白,外周蛋白,嵌入蛋白,新技術(shù)帶來新模型,蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的,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： 鑲在膜表面 嵌在膜中 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。,新技術(shù)帶來新模型,膜上的蛋白質(zhì)可以運動,新技術(shù)帶來新模型,小資料,磷脂分子的運動,細(xì)胞膜具有流動性,新技術(shù)帶來新模型,在新的觀察和

5、實驗證據(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,流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):,1、生物膜的組成：,2、生物膜的基本骨架：,3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：,4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點：,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)）。,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。體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）,流動性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的）,注 意,在細(xì)胞膜外表面，糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白又叫做

6、糖被。作用：具有保護(hù)和潤滑、與細(xì)胞識別、細(xì)胞間信息傳遞等密切。 除糖蛋白外，細(xì)胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的糖脂。,21.06.2020,.,22,細(xì)胞膜的流動性與細(xì)胞功能的關(guān)系,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？,？,？,？,2003年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們在細(xì)胞膜物質(zhì)運輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。,不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型,新篇章： 人類對自然界的認(rèn)識永無止境，對膜的研究將更加細(xì)致入微,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： 。 實驗證明：20世紀(jì)初

7、，對膜的化學(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？ 實驗探究： 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)。 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)胞融合實驗，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,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,磷脂雙分子層,蛋白質(zhì)分子,部分鑲

8、在磷脂雙分子層表面,部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,流動性,成分,A,不要灰心，再來一次！,C,D,B,不要灰心，再來一次！,不要灰心，再來一次！,恭喜你，答對了！再接再厲！,知識闖關(guān)：第一關(guān),人體內(nèi)的白細(xì)胞能進(jìn)行變形運動，穿出毛細(xì)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 （ ）,選擇透過性,保護(hù)作用,流動性,擴散,A,不要灰心，再來一次！,C,D,B,不要灰心，再來一次！,不要灰心，再來一次！,恭喜你，答對了！再接再厲！,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（ ）,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,A,不要灰心，再來一次！,C,D,B,不要灰心，再來一次！,不要灰心，再來一次！,恭喜你，答對了！再接再厲！,知識闖關(guān)：第三關(guān),細(xì)胞膜具有選擇透過性，與這一特性密切相關(guān)的成分是（ ）,磷脂,糖蛋白,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D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因為（ ） A 細(xì)胞膜具有一定流動性 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