生物膜的流动镶嵌模型——曹正琼3.ppt

,【请将蓝色字体整理为笔记】,第二节生物膜的模型,襄阳市第三十六中学高一生物备课组,思考：要建构细胞膜的结构模型，我们必须先寻找哪些相关信息？,组成成分,各种成分的排布,主要成分,脂质,蛋白质,（其中最丰富）,一、细胞膜的组成成分,磷脂,细胞膜,细胞膜,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,实验过程：选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的研究。实验结果：,膜由脂质组成,提出假说：,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,膜由脂质组成,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,资料：20世纪初，科学家们第一次将细胞膜从红细胞中分离出来，并且发现细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。,结论：,细胞膜的成分中有脂质、还有蛋白质分子。,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质（磷脂）和蛋白质,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,（亲水性）,（疏水性）,资料1磷脂分子,1、磷脂分子的排布,资料2细胞内外的环境,水,水,活动1：请各小组根据磷脂分子的特点，结合细胞膜内、外环境，大胆猜想，构建组成细胞膜的磷脂分子排布模型。,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,1、磷脂分子的排布,活动流程:步骤一小组内分膜外、膜内两种情况讨论磷脂分子的排布。（提示：若有困难，可先讨论出磷脂分子在水表面即空气水界面上将怎样排布？）步骤二各小组在展板上构建磷脂分子的排布模型，小组长要注意统筹分工。步骤三小组代表上台展示制作的模型，并且进行解说。,纵切面图,活动1：请各小组根据磷脂分子的特点，结合细胞膜内、外环境，大胆猜想，构建组成细胞膜的磷脂分子排布模型。,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,1、磷脂分子的排布,磷脂双分子层,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,1925年两位荷兰科学家(戈特和格伦德尔)从红细胞中提取脂质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,实验过程：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层。实验结果：测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。实验结论：,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,1、磷脂分子的排布,磷脂双分子层,验证假说成立磷脂分子排列为磷脂双分子层,活动1：请各小组根据磷脂分子的特点，结合细胞膜内、外环境，大胆猜想，构建组成细胞膜的磷脂分子排布模型。,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,2、蛋白质分子的排布,活动2：请根据上述资料，在展板上选取一段磷脂双分子层,（如图乙所示），构建出细胞膜中蛋白质分子的排布模型。,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,2、蛋白质分子的排布,图甲,暗,亮,暗,资料320世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察,大分子物质显得灰暗；小分子物质，显得光亮。1959年，罗伯特森用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜照片，看到了暗亮暗的三层结构。,二、探索各种组分在细胞膜中的排布,2、蛋白质分子的排布,图甲,暗,亮,暗,资料320世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察,大分子物质显得灰暗；小分子物质，显得光亮。1959年，罗伯特森用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜照片，看到了暗亮暗的三层结构。,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜,1925年两位荷兰科学家(戈特和格伦德尔)从红胞中提取脂质,实验过程：电镜下观察细胞膜。实验结果：看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构。实验结论：,所有的生物膜都由“蛋白质脂质蛋白质”三层结构构成，生物膜为静态的统一结构,三、生物膜模型的改进与完善,“蛋白质脂质蛋白质”三层结构模型,（也称为“三明治”结构模型）,三、生物膜模型的改进与完善,“蛋白质脂质蛋白质”三层结构模型,（也称为“三明治”结构模型）,观点1：所有的生物膜都由“蛋白质脂质蛋白质”三层结构构成。观点2：生物膜为静态的统一结构,三、生物膜模型的改进与完善,“蛋白质脂质蛋白质”三层结构模型,（也称为“三明治”结构模型）,观点1：所有的生物膜都由“蛋白质脂质蛋白质”三层结构构成。观点2：生物膜为静态的统一结构,资料4冰冻蚀刻(冰冻断裂)电镜技术。标本迅速冰冻，后用冷刀断开，升温后暴露断裂面，经一系列处理后在电镜下观察。,贯穿,镶,嵌入,活动3：请根据上述资料，修正建构的生物膜模型,三、生物膜模型的修正和完善,三、生物膜模型的改进与完善,“蛋白质脂质蛋白质”三层结构模型,（也称为“三明治”结构模型）,三、生物膜模型的改进与完善,“蛋白质脂质蛋白质”三层结构模型,（也称为“三明治”结构模型）,观点1：所有的生物膜都由“蛋白质脂质蛋白质”三层结构构成。观点2：生物膜为静态的统一结构,分泌蛋白的合成和运输,变形虫的运动,提出假说：,细胞膜不是静态的，组成细胞膜的分子是可以运动的。,三、生物膜模型的修正和完善,资料5：动物细胞吸水膨胀时，磷脂双分子层的厚度变小。,结论：细胞膜中的磷脂分子可以运动,活动4：设计实验方案：请根据提供的实验材料，设计实验探究细胞膜上的蛋白质分子是否可以运动。荧光染料（有红、绿等不同颜色，可标记细胞膜表面所有的蛋白质分子，使蛋白质分子呈现相应颜色）小鼠细胞、人细胞（在适宜条件下，两个不同种类细胞可以融合为一个细胞）,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，生物膜为静态的统一结构,1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜,1970年弗雷和埃迪登进行荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,1925年两位荷兰科学家(戈特和格伦德尔)从红胞中提取脂质,所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，生物膜为静态的统一结构,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，生物膜为静态的统一结构,1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜,1970年弗雷和埃迪登进行荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,1925年两位荷兰科学家(戈特和格伦德尔)从红胞中提取脂质,这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，生物膜为静态的统一结构,1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜,1970年弗雷和埃迪登进行荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性,1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型,1925年两位荷兰科学家(戈特和格伦德尔)从红胞中提取脂质,四、生物膜的流动镶嵌模型,请认真阅读课本P68，注意勾画关键语句。,四、生物膜的流动镶嵌模型,生物膜,主要成分,脂质,蛋白质,基本支架,三种位置,具有流动性,大多数分子是运动的,结构特点,磷脂双分子层,镶,嵌入,贯穿,具一定流动性,糖蛋白（糖被）功能（1）与细胞识别、细胞表面的信息交流有密切关系。（2）消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。,科学家的探索历程,1895年欧文顿对植物细胞进行通透性实验,20世纪初科学家第一次分离出细胞膜,膜由脂质组成,膜的主要成分是脂质和蛋白质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，生物膜为静态的统一结构,1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜,1970年弗雷和埃迪登进行荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性,1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型,1925年两位荷兰科学家(戈特和格伦德尔)从红胞中提取脂质,至今，探索仍在继续,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果。,科学无止境,皮特阿格雷,罗德里克麦金农,1、细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质脂质蛋白质三层结构模型的最大的不同是(),A、流动镶嵌模型中，磷脂双分子层为基本支架。,B、蛋白质脂质蛋白质三层结构模型认为细胞膜具