第2节生物膜的流动镶嵌模型正式ppt课件

1、 1 1、简述生物膜的结构。、简述生物膜的结构。 2 2、探讨在建立生物膜型的过程中，实、探讨在建立生物膜型的过程中，实验技术进步所起的作用。验技术进步所起的作用。 3 3、探讨建立生物膜模型的过程中如何、探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。体现结构与功能相适应的观点。【学习目标】【学习目标】 从物质运输的实例可以看出，生物膜对从物质运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。物质进出细胞是有选择性的。 “ “为什么生物膜为什么生物膜能够控制物质的进出？能够控制物质的进出？”,“”,“这与生物膜的结构这与生物膜的结构有什么关系？有什么关系？”正是对物质跨膜运输现

2、象产生正是对物质跨膜运输现象产生的疑问，科学家开始了对生物膜结构的探索。的疑问，科学家开始了对生物膜结构的探索。小组讨论:欧文顿的实验如何进行的？欧文顿得出了什么“结论”?“结论得出后还有必要进行验证吗？一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1 1、对生物膜组分的探索、对生物膜组分的探索时间：时间：18951895年年人物：欧文顿人物：欧文顿E.OvertonE.Overton）实验：用实验：用500500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次万次 实验。实验。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程1 1、对生物膜组分的探索

3、、对生物膜组分的探索不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜时间：时间：2020世纪初世纪初小组讨论:科学家又进行了怎样的实验？实验得出什么样的结论?结论得出后还有必要进行验证吗？ 第一次分离出哺乳动物的红细胞细胞膜,并对其进行化学分析。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 。时间：时间：2020世纪初世纪初 脂质和蛋白质是怎样有机结合构脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？成膜的呢？时间：时间：19251925年年 人物：两位荷兰科学家人物：两位荷兰科学家2 2、对生物膜结构的探索、对生物膜结

4、构的探索小组讨论:科学家是如何进行的实验？在实验中观察到什么现象?他们推测磷脂分子在细胞膜中是怎样排列的?亲水头部疏水尾部 磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所组成的磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所组成的分子，磷酸分子，磷酸“头部是亲水的，脂肪酸头部是亲水的，脂肪酸“尾尾部是疏水的。部是疏水的。将磷脂分子在空气将磷脂分子在空气水界面上铺展水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？何排布？空气空气 水水 讨论：在细胞中，细胞膜的两讨论：在细胞中，细胞膜的两侧都有水环境存在，侧都有水环境存在， 此时磷脂此时磷脂分子的头尾将如何排布？分子的头尾将如何排布？蛋白质位于细胞膜的

5、什么位蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？置呢？推测？推测？40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边假说问题：问题：小组讨论：实验的现象是什么？罗伯特森提出了什么假说？ 时间：时间：19591959年年 人物：罗伯特森人物：罗伯特森J.D.RobertsonJ.D.Robertson）两层暗层蛋白质）两层暗层蛋白质）一层明层脂质）一层明层脂质）时间：时间：19591959年年 人物：罗伯特森人物：罗伯特森J.D.RobertsonJ.D.Robertson） 在电镜下看到细胞膜清晰的暗在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮亮暗的三层结构。暗的三层结构。 提出假说：提出假说： 生物膜是由生物膜是由“蛋白质

6、蛋白质脂质脂质蛋白质的三层结构构成的静态统一结构蛋白质的三层结构构成的静态统一结构变形虫的变形运动 冰冻蚀刻冰冻蚀刻( (冰冻断裂冰冻断裂) )技术技术蛋白质镶在、嵌入、横跨磷脂双分蛋白质镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层中。子层中。结论：细胞膜蛋白质具有一定的流动性结论：细胞膜蛋白质具有一定的流动性人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞荧光标记 膜蛋白诱导交融40分钟后370C资料资料20时间：时间：1970年年人物：弗雷和埃迪登人物：弗雷和埃迪登( Frye 和和 Edidin )结论：细胞膜上磷脂具有一定的流动性结论：细胞膜上磷脂具有一定的流动性新技术带来新模型新技术带来新模型时间：时间：19721972年

7、年 人物：桑格与尼克森人物：桑格与尼克森流动镶嵌模流动镶嵌模型型 1、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧，磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架；2、蛋白质或镶在脂双层的表面，或嵌插在、蛋白质或镶在脂双层的表面，或嵌插在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。出分布的不对称性。3、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性。动的，体现了膜的流动性。多糖蛋白质糖蛋白糖蛋白1 有保护和润滑作用。有保护和润滑作用。2 与细胞膜表面的识与细胞膜表面的识别有密切关系。别有密切关系。糖蛋白的作用

8、：糖蛋白的作用：4、二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容1 1、膜的基本支架、膜的基本支架: :磷脂双分子层构成了膜的基本磷脂双分子层构成了膜的基本支架支架 ( (其中磷脂分子的亲水性的头部朝向两侧，其中磷脂分子的亲水性的头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧疏水性的尾部朝向内侧) ) 是轻油般的流体，具有是轻油般的流体，具有流动性。流动性。2 2、蛋白质分子、蛋白质分子: :有的镶嵌在磷脂双分子层表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，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有的贯穿整个磷脂双分子层体现了膜结构内外的不对称

9、性）。大多数的蛋白质分子也内外的不对称性）。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）。是可以运动的也体现了膜的流动性）。镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿3、糖蛋白：细胞膜外表，有一层由细胞、糖蛋白：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，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、胞间信息交叫做糖被糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）。流等有密切联系）。生物膜的结构特点生物膜的结构特点-一定的流动性一定的流动性 磷脂分子是可以运动的，具有流动性；大多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，也体现了流数的蛋白质分子也是可以运动

10、的，也体现了流动性。动性。生物膜的功能特点生物膜的功能特点-选择透过性选择透过性 水分子可自由通过，细胞需要的离子和小分水分子可自由通过，细胞需要的离子和小分子也可自由通过。而其它离子、小分子和大分子也可自由通过。而其它离子、小分子和大分子不能通过。子不能通过。三、生物膜的特点三、生物膜的特点31时间和人物时间和人物历史事件历史事件历史结论历史结论 多种物质对膜通透性实验多种物质对膜通透性实验对红细胞膜化学分析对红细胞膜化学分析红细胞膜的脂质铺展成单红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面层分子的面积是原膜表面积的两倍积的两倍电镜下膜呈电镜下膜呈“暗暗亮亮暗暗三层结构三层结构蛋白质蛋白质脂

11、质脂质蛋白质蛋白质人、鼠细胞融合实验。人、鼠细胞融合实验。新的观察和实验证据的基础新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。上，提出分子结构模型。膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的膜中含脂质和蛋白质膜中含脂质和蛋白质脂质双层结构脂质双层结构膜具流动性膜具流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，罗伯特森罗伯特森19251925年，年，两位荷兰两位荷兰科学家科学家2020世纪初世纪初1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿总结：生物膜结构的探究历程总结：生物膜结构的探究历程生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？20192019年度诺贝尔年度诺贝尔化学奖授予两名研究化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所质运输的通道方