生物膜的流动镶嵌模型.ppt

第2节 生物膜的流动镶嵌模型,丁卫萍,1.细胞膜的功能有哪些？ 2.上节课的探究实验说明细胞膜的什么功能？细胞膜具有弹性吗？,问题探讨,用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？,弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？,从生理功能入手的科学探究,19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未受精卵细胞的透性实验,从实验现象能推测出什么结论呢？,膜是由脂质组成,一、对生物膜结构的探索历程,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，化学分析膜表明：,实验证据,从生理功能入手的科学探究,膜的主要成分是脂质和蛋白质,脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？,问题：,小资料,磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。 它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。,想一想： 磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？,亲水“头部”,疏水“尾部“,水,空气,亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。,实验证据,1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 脂质分子必然排列为连续的两层,GORTER,蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 推测？,问题：,透射电子显微镜（REM）,变形虫的变形运动,变形虫在吞噬草履虫,三明治模型无法解释的现象,新技术带来新模型,蛋白质在膜中的分布是不对称的,科学家关于蛋白在细胞膜上存在的三种方式的概括： 在膜表面 嵌在膜中 穿透膜,小鼠细胞和人细胞融合实验,时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合,1）、推翻静止模型的观点,细胞膜具有流动性,2）、提出新的细胞膜模型,流动镶嵌模型,1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。,1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（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）,二、流动镶嵌模型的基本内容,2、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）,4、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）,5、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。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）,3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）,生物膜的组成及特点： 1、化学组成： 膜主要由 构成，其基本支架是 。 2、结构特点： 组成膜的蛋白质和脂质具 ，蛋白质在磷脂双分子层上分布是 。 3、功能特点： 生物膜是一种 膜。,这种膜可以让水分子自由通 过，一些离子和小分子可以 通过，而其他则不能通过。,脂质和蛋白质,磷脂双分子层,流动性,不对称的,选择透过性,细胞膜,主要成分：磷脂和蛋白质,成分：磷脂,脂双层膜,问题探讨：P70,1、从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯 （脂溶性的）等小分子很容易通过合成的脂双层； 水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基 酸、葡萄糖等较小的有机分子和带电荷的离子则不 能通过合成的脂双层。,2、葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层， 但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖。,3、通过此图还可以联想得出，细胞需要的离子是 否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。,小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的蛋白质。,推测：,物质顺浓度梯度进出细胞的扩散,一：被动运输,提出问题：,被动运输中的扩散和物理上的扩散是否相似？ 自由扩散与协助扩散有什么异同？ 3 为什么自由扩散和协助扩散被统称为被动运输？,共同点：都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量 不同点：前者不需要载体蛋白的协助，后者必须载 体蛋白的协助才能实现,因为自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行的 不需要消耗能量，所以统称为被动运输。,相似, 物质均为顺浓度梯度的运输,类型：,自由扩散、协助扩散两种,物质跨膜运输的方式,1、自由扩散,2、协助扩散,a,b,自由扩散,协助扩散,丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比,人红细胞中钾离子的 浓度比血浆高30倍； 钠离子的浓度只有血 浆的16； 甲状腺滤泡上皮细胞 内碘的浓度比血液高 2025倍。,资料：,从低浓度到高浓度； 需要载体蛋白的协助； 需要能量（ATP)。,二：主动运输,物质逆浓度梯度进出细胞的运输,如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子通过细胞膜；葡萄糖、 氨基酸通过小肠上皮细胞。,第4节物质跨膜运输的方式,物质运输的方向。 细胞膜内外物质的浓度。 被运输物质的特点。,细胞外,细胞内,细胞外,细胞内,问题讨论： 1 主动运输与被动运输的区别是什么？ 2你认为以上哪种方式对于活细胞完成各项 生命活动最重要，为什么？,主动运输：逆浓度梯度运输，要消耗能量 被动运输：顺浓度梯度运输，不要消耗能量,主动运输,主动运输的意义：,保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。,主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。,物质跨膜运输的方式比较,顺浓度梯度,顺浓度梯度,逆浓度梯度,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗,需要消耗,氧气、水、二氧化碳等通过细胞膜,葡萄糖通过红细胞膜,葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜,影响物质跨膜运输的因素:物质浓度 氧气浓度 温度,自由扩散,协助扩散,主动运输,物质浓度,运输速率,运输速率,物质浓度,氧气浓度,氧气浓度,运输速率,自由扩散或协助扩散,运输速率,大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜 内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从 细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象 叫做胞吞。如人体内白细胞的吞噬作用,有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡， 囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面， 并且向细胞外张开，使内涵物质排出细胞外，这种现象 叫做胞吐。如分泌性蛋白的合成和运输过程,大分子物质进出细胞的方式,胞吞：,胞吐：,人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？对于人体有什么意义？,胞吞胞吐,协助扩散,自由扩散,物质跨膜运输的方式（小分子和离子）,主动运输,大分子物质,胞吞,胞吐,顺浓度梯度,被动运输,课堂小结,1、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关（ ）,A ,B ,C ,D ,一：基础检测,随堂训练,2.下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸 收的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素 分别是（ ） A.载体数量、能量 B.能量、载体数量 C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度,二：能力提升,1 解读图表 右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。分析图表提供的信息，结合本章所学知识，回答问题。,1、哪种离子通过主动运输进入细胞？ 2、哪种离子通过主动运输排出细胞？ 3、你是如何作出以上判断 的？,K+ Mg2+,Na+ Cl,主动运输,物质逆浓度进行,2 根据下图所示曲线回答下列问题,运输速率,浓度差,协助扩散,（1）从图中可知该种物质进入细 胞的方式是什么?,（2）从图中可以看出物质通过细胞膜的运输速度 与细胞外浓度的关系是什么? （3）上述运输方式中，加入蛋白酶后曲线是否会 发生变化？为什么？,在一范围内,物质的运输速率与外界浓度成正比,会,载体受到破坏,3 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答： （1）A代表_分子；B代表_； D代表_。 （3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 _。 （4）在ae的五种过程中，代表被动转运的是_。 （5）可能代表氧气转运过程的是图中编号_；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 _。