第四章第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 -修改.ppt

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1、第4章：細胞的物質輸入和輸出,第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型,1、生物膜流動鑲嵌模型的基本內容是什么？ 2、通過分析科學家建立生物膜模型的過程，你對科學的過程和方法有哪些領悟？,本節(jié)聚焦,問題探討,在制作真核細胞三維模型的活動中，某小組同學分別用三種材料做細胞膜：塑料袋、普通布和彈力布。,討論：,根據結構與功能相適應的觀點分析，用哪種材料做細胞膜，更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？,生命系統(tǒng)的邊界 、 控制物質的進出、具有一定的彈性,1895年歐文頓(Overton)用500多種物質對植物細胞的通透性做實驗發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂類的物質透過細胞膜十分困難。,一、對生物膜結構的探索歷程

2、,膜是由脂質組成的,1、最初認識到細胞膜是由脂質組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取和鑒定？,2、在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？,思考與討論,資料1.,為什么？,相似相溶,膜的成分和結構的初步闡明，最初都是先根據實驗現(xiàn)象和有關知識，提出假說，而不是通過實驗觀察直接證實的。假說的提出要有實驗和觀察的依據，同時還需要嚴謹的推理和大膽的想象。假說需要通過觀察和實驗進一步驗證和完善。,提出假說,資料2. 20世紀初，科學家們第一次將細胞膜從哺乳動物紅細胞中分離出來，化學分析表明，它們的主要成分是 。,脂質和蛋白質,脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢？,資料

3、3. 1925年，兩位荷蘭科學家,用丙酮(一種有機溶劑)提取紅細胞膜中的脂類物質，然后在水面將脂質物質鋪成單分子排列的一層，測得總面積恰好為紅細胞表面積的2倍。,把紅細胞放在蒸餾水中使其吸水漲破，反復沖洗后只留細胞膜（血影），把這些破碎的膜展開鋪在水面上，測定出紅細胞的表面積。,細胞膜由兩層脂質分子組成，連續(xù)排列,說明什么？,6,7,兩層脂質分子是如何排列為兩層的呢？,研究發(fā)現(xiàn)，脂質分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？ 這與它的結構和狀態(tài)有關。,易與水結合在一起,2條長脂肪酸鏈組成，性質像油，不能與水結合,頭部, 尾部,磷脂分子,磷酸,脂肪酸,8,連續(xù)兩層排列,膜中脂質分子排

4、列為連續(xù)兩層,蛋白質位于脂雙層的什么位置呢？,1959年羅伯特森在電鏡下看到細胞膜如下結構：,(暗亮暗),提出：膜由 三層結構構成。,蛋白質脂質蛋白質,（提出的“三明治”結構模型）,資料4.,10,靜態(tài)的蛋白質脂質蛋白質三層結構模式圖,11,模型的不足之處： 1.靜態(tài)結構,2.把蛋白質在膜中的分布認為是:均勻分布在脂雙層的兩側,靜態(tài)的蛋白質脂質蛋白質三層結構受到質疑,細胞膜是靜止的，變形蟲為什么會運動？ 細胞之間為什么會發(fā)生融合？ 細胞為什么會生長？,推論：細胞膜應該是流動的,13,思考與討論,有什么證據證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢？,用紅色熒光染料標記人細胞膜上的蛋白質； 用綠色熒光染料

5、標記鼠細胞膜上的蛋白質； 把人細胞和鼠細胞融合，融合的細胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。 然后把此細胞在37下培養(yǎng)40分鐘，再檢查，兩種顏色的熒光均勻分布在整個細胞表面。,熒光標記 蛋白質,細胞膜具有流動性,1970年有兩位科學家做了下列實驗：,實驗表明：,資料5.,細胞中的脂質也是流動的嗎？,通過相關的實驗證明細胞膜具有一定的流動性,15,思考與討論,磷脂分子的運動 側向擴散運動；旋轉運動；擺動運動 伸縮震蕩運動；翻轉運動；旋轉異構化運動。,膜的中間是磷脂雙分子層，是膜基本支架,蛋白質,鑲在膜的表面,部分或全部嵌入,資料6. 1972年，桑格（S. J. Singer） & 尼克森（G.

6、 Nicolson）在新的觀察和實驗證據的基礎上 ，在羅伯特森模型的基礎上提出”流動鑲嵌模型”，為大多數人所接受。,強調膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。,貫穿,資料6. 1972年，桑格（S. J. Singer） & 尼克森（G. Nicolson）提出”流動鑲嵌模型”。,二、流動鑲嵌模型的基本內容,構成了膜的基本支架，這個支架具 有 ， 有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分全部 嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個 ， 大多數蛋白質分子也是可以 。,流動性,蛋白質分子,磷脂雙分子層,運動的,磷脂雙分子層,生物膜的結構特點：,流動性,對生物膜結構的探索歷程,19世紀末,歐文頓的實驗和推論：膜是

7、由 組成的； 20世紀初,科學家的化學分析結果， 指出膜主要由 和 組成； 1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮提取紅細胞膜的脂質， 細胞膜中的脂質分子 ； 1959年,羅伯特森提出的“三明治”結構模型： 生物膜都由 三層結構； 1970年,熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗， 指出細胞膜具有 ； 1972年,桑格和 提出了 。,脂質,脂質,蛋白質,蛋白質脂質蛋白質,流動性,尼克森,流動鑲嵌模型,排列為連續(xù)的兩層,小結,生物膜的結構特點： 生物膜的生理特性：,流動性,選擇透過性,強調,1、據研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（ ） A 細胞膜具有一定流動性

8、B 細胞膜是選擇透過性 C 細胞膜的結構是以磷脂分子層為基本骨架 D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質分子,2.下列哪一種膜結構能通過生物大分子（ ）,A 細胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜,課堂練習,3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（ ） A 保護作用 B 一定的流動性 C 主動運輸 D 選擇透過性,4、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳 遞和血型決定有著密切關系的化學物質是（）,A、糖蛋白 B、磷脂 C、脂肪 D、核酸,課堂練習,5、在下列幾組化學元素中，構成細胞膜所必需的基本元素是（ ） A.C、H、O B. C、H、O、P C.C、H、O、N D.C、H、O、N、P,課堂練習,6、下列哪項敘述不是細胞膜的結構特點？（ ） A細胞膜是選擇透過性膜 B細胞膜由磷脂分子和蛋白質分子構成 C細胞膜的分子結構具有流動性 D有些蛋白質分子可在膜的內外之間移動,