生物必修一生物膜的流动镶嵌模型ppt课件.ppt
第2节 生物膜的流动镶嵌模型,第四章 细胞的物质输入和输出,细胞膜的功能？,1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流,结构,功能,一、对生物膜结构的探索历程,问题1,膜的组成成分是什么？,一、对生物膜结构的探索历程,时间：人物：实验：提出假说：,资料一,膜是由脂质组成的.,19世纪末,欧文顿（E.Overton）,用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验.,一、对生物膜结构的探索历程,实验：提出假说：,资料二,细胞膜的组成中有蛋白质。,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，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。,一、对生物膜结构的探索历程,时间：实验：,资料三,20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞分离出来，并进行了化学分析,确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。,膜的主要成分是脂质和蛋白质.组成膜的脂质中磷脂含量最多.此外，还含有少量的糖类。,一、对生物膜结构的探索历程,问题2,这些成分在膜中如何排列的呢？,一、对生物膜结构的探索历程,磷 酸,脂肪酸,一、对生物膜结构的探索历程,磷脂分子结构特点：,画出下面两种情况下磷脂的排布情况：在空气水界面上 完全浸没在水中。,一、对生物膜结构的探索历程,时间：人物：实验：结论：,资料四,细胞膜中的磷脂排列为连续的两层,1925年,荷兰科学家,从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层。测得单分子层的面积是红细胞的表面积的2倍。,一、对生物膜结构的探索历程,双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？,一、对生物膜结构的探索历程,双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？,A,B,C,水,水,一、对生物膜结构的探索历程,时间：人物：实验：提出假说：,资料五,1959年,罗伯特森（J.D.Robertsen）,在电镜下观察细胞膜。,生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”构成的三层静态统一结构（三明治模型）。,小资料：当电子束照射被检验样品，由于电子与不同物质产生碰撞时，产生不同散射度。蛋白质电子密度高，故显微镜下显示暗带，磷脂分子电子密度低，则显示亮带。,细胞膜由“暗-亮-暗”的三层结构构成。,三明治模型,一、对生物膜结构的探索历程,(白细胞吞噬病毒的过程),时间：实验：结论：,资料六,1970年,荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋白质后，将两种细胞融合,膜上蛋白质可以运动，细胞膜具有一定的流动性,人细胞,鼠细胞,荧光标记 膜蛋白,一、对生物膜结构的探索历程,时间：人物：提出：,1972年,桑格和尼克森,流动镶嵌模型,一、对生物膜结构的探索历程,二、流动镶嵌模型的基本内容,1、基本支架为（），2、蛋白质（）3结构特点。,磷脂双分子层,有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。,具有一定的流动性,二、流动镶嵌模型的基本内容,糖被的功能：保护和润滑 细胞识别（细胞间信息交流）,P68,二、流动镶嵌模型的基本内容,制作概念图：,二、流动镶嵌模型的基本内容,制作概念图：,生物膜,具有一定的流动性,磷脂双分子层,蛋白质分子,主要成分,基本支架,三种位置,结构特点,具有流动性,大多数分子运动的,脂质,镶在表面,嵌入中,贯穿整个,二、流动镶嵌模型的基本内容,1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A 细胞膜具有一定流动性B 细胞膜是选择透过性C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,课堂反馈,3.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（）,A 细胞膜 B 核膜C 线粒体膜 D 叶绿体膜,4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性,5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（）A 6 B 8 C 12 D 16,谢谢各位！,磷脂分子的流动性:,返回,1、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类2、膜的基本支架:磷脂双分子层.（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3、蛋白质分子的位置:蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）,假说,科学实验,科学家,时间,欧文顿,两位荷兰科学家,罗伯特森,19世纪末,1925年,1959年,1970年,1972年,膜是由脂质组成的,生物膜为三层静态统一结构,细胞膜具有流动性,在新的观察和实验证据基础上,弗雷和埃迪登,桑格和尼克森,对生物膜结构的探索历程,用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性的实验，发现脂质更容易通过细胞膜,从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍,电镜下看到细胞膜有“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成,分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀分布,细胞膜中脂质为连续的两层,流动镶嵌模型,实验：实验现象：结论：,资料二,细胞膜的组成中有蛋白质。,科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。,（一直蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）,细胞膜被破坏,1.生物膜的流动镶嵌模型是不就完美无缺？,生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。,2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？,实验技术的进步起到了关键性的推动作用。,思考：,3.分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示?,答案:,科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和大胆的想像,提出假说,再通过实验进一步验证假说。科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学家辛勤的工作.科学研究依赖于科学的进步,科学进步了,就可以得到更多的数据.科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说不是一成不变的,需要不断完善.,1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A 细胞膜具有一定流动性B 细胞膜是选择透过性C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子,课堂练习,2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（）A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B细胞膜表面有糖蛋白 C细胞膜具有一定的流动性 D细胞膜具有选择透过性,B,3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性,B,4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸,A,“蛋白质脂质蛋白质”三明治结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾.,变形虫的变形运动,植物细胞的质壁分离,白细胞吞噬病菌,流动镶嵌模型的基本内容：,1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。,2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。,3、生物膜具有一定的流动性。,4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。,5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。,糖蛋白,细胞膜上的糖分布在细胞膜外表面，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被。糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等功能。,磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,时间：人物：提出：,1972年,桑格和尼克森,流动镶嵌模型,流动镶嵌模型的基本内容：,1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。,2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。,3、磷脂分子和蛋白质分子可以运动的-生物膜具有一定的流动性),4、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。,5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。,幻灯片 22,特点,时间：人物：实验：,资料三,为什么会出现这种实验现象呢？,1917年（在Gorter和Grendel之前）,朗姆瓦（Langumuier）,将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完后，磷脂分子分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且每个分子的一段浸入水中，另一端浮于水面。,单层磷脂分子在空气水界面上是如何排布的呢？,标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴漏断裂面。,冰冻蚀刻电子显微法,蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是不对称的,假说,科学家,时间,欧文顿,两位荷兰科学家,罗伯特森,19世纪末,20世纪初,1959年,1970年,1972年,膜是由脂质组成的,生物膜为三层静态统一结构,细胞膜具有流动性,弗雷和埃迪登,桑格和尼克森,对生物膜结构的探索历程,细胞膜中脂质为连续的两层,流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 组成；1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都 由 三层结构；1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有；1972年，桑格和 提出了。,脂质,脂质和蛋白质,蛋白质脂质蛋白质,流动性,尼克森,流动镶嵌模型,巩固：,对生物膜结构的探索历程：,1、19世纪末，欧文顿提出：膜由 组成；2、20世纪初，化学分析得出：膜的成分是 和；3、1925年，荷兰科学家得出：脂质分子是 的；4、1959年，罗伯特森在电镜观察下得出：的三分层结构；5、1970年，用荧光标记技术证明：膜具有 性；6、1972年，桑格和尼克森提出：模型。,2.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？,有必要，通过鉴定能更准确地说明问题,3.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？,当时的技术不能实现,1.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？,从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。,假说,科学家,时间,欧文顿,两位荷兰科学家,罗伯特森,19世纪末,20世纪初,1959年,1970年,膜是由脂质组成的,生物膜为三层静态统一结构,细胞膜具有流动性,弗雷和埃迪登,对生物膜结构的探索历程,细胞膜中脂质为连续的两层,1925年,细胞膜由脂质和蛋白质组成,科学家,磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同,呈现了膜的不对称性;糖类在细胞膜中的分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈现了膜的不对称性.,5.膜的不对称性,因此,根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧.,根据今天所获得的信息，你能否构建一个细胞膜模型？,想一想：,画一画：,细胞膜的结构模型简图,蛋白质,磷脂双分子层,细胞膜结构模型,三明治模型,要点：静态的结构,生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。,生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。,P69 拓展题,二、流动镶嵌模型的基本内容,磷脂分子是可以运动的，具有流动性;大多数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。,生物膜的结构特点:,一定的流动性,
