生物膜的流动镶嵌模型 (2).ppt

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1、在制作真核细胞三维结构模型活动中，根据细胞膜结构与功能相适应的观点，用哪一种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的功能？,新课导入,那种材料更能体现细胞膜的功能特点？,塑料袋,普通布,弹力布,1.细胞膜是一层很薄的膜，是细胞这个生 命系统的边界。2.细胞膜能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过。3.细胞膜具有一定的伸缩性（通过质壁分离与复原实验）。,三种材料相比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性。,生物膜的结构,第2节 生物膜的流动镶嵌模型,一、对生物膜结构的探索历程,二、流动镶嵌模型的基本内容,实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,发现细胞膜对不同物质

2、的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,19世纪末“欧文顿实验”,材料,一、对生物膜结构的探索历程,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,提出：膜是由脂质组成的。,化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质。,20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。,材料,1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍。,实验思考:从以上实验我们可以得出什么结论?,材料,得出结论：细胞

3、膜中的磷脂是双层的。,空气,水,观察在水中的分布情况：,如果用丙酮提取人口腔上皮细胞中的脂质，铺成单分子层面积为S1，口腔上皮细胞的表面积为S2，则,A:S1=2S2 B:S12S2 C:S12S2,1.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。,思考与讨论,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。,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,？,3.磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸头是亲水的，脂肪酸

4、尾部是疏水的。为什么磷脂在空气水界面上铺展成单分子层?,科学家如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论？,磷脂分子的结构,亲水,疏水,因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。,材料4,细胞膜的结构的电镜照片,1959年罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。,提出假说：生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。,把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的

5、多样性相矛盾.,1970年Larry Frye等科学家将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，在37下经过40分钟，发现两种荧光抗体均匀分布。,实验,材料5,人细胞,鼠细胞,杂交细胞,荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合试验示意图,实验表明：细胞膜具有流动性。,2.根据已有的生物知识或生活经验，你能列举哪些证明细胞膜具有流动性的证据。,在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中，1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型为大多数人所接受。,1基本内容：、磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架不是静止的，

6、具有流动性。,二、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容,镶,嵌入,贯穿,、蛋白质分子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。（体现了膜结构内外的不对称性）,、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）,、细胞膜外表，有的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。,糖被与细胞识别、免疫反应、胞间信息交流和血型决定等有密切联系,2、生物膜成分,磷脂（双分子层）基本支架（具有流动性）蛋白质镶、嵌、贯穿载体蛋白（专一性）载体蛋白的种类和数量不同对物质的吸收有选择性糖类与蛋白质结合成糖蛋白分布在细胞膜的外表面识别、润滑、保护、免疫,3、细胞膜的结构特点

7、和功能特点:,（1）结构特点：膜结构的不对称性和不均匀性（将膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白，并且指出蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的）膜结构的流动性（认为膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成）,1.变形虫的运动。2.白细胞吞噬细菌。3.精卵细胞的融合，小鼠细胞和人细胞的融合。4.质壁分离以及复原。5.囊泡的形成，胞吞，胞吐。6.生物膜厚度的改变，形态的改变,哪些实例可以体现生物膜的流动性？,生物膜的功能特点是具有选择透过性，即允许细胞所需物质进入，不需要的则不能进入，起选择作用的是细胞膜上的载体蛋白。载体蛋白的结构具有多样性，不同载

8、体蛋白只能选择吸收相应种类物质，故细胞膜上载体蛋白种类、数量影响模的选择透过性。,（2）功能特点：选择透过性。,膜的功能是由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的。,（3）生物膜的流动性与选择透过性的关系：,区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特点。联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性,补充：（1）只有活细胞的膜才具有流动性和选择透过性（2）膜的流动性受温度影响，在一定范围内，随温度的升高，膜的流动性增强,我们已经知道：生物膜的结构特性是流动性，功能特性是选择透过性那么结构和功能有什么关系？,思考,生物膜的结构和功能是相适

9、应的。,4.除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂类分子结合成的糖脂。,小提示,细胞膜的化学成分主要是磷脂和蛋白质，此外，还有少量糖类。其中，脂质约占总量的50%，蛋白质约占40%，糖类约占2%10%。,1972年，桑格和_提出了_。,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_；,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；,20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由_组成；,19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜由_组成的；,一、对生物膜结构的探索历程,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,课堂小结,二、流动镶嵌模型的基本内容,结构组成,决定,