生物膜的流动镶嵌模型_ppt

1、2022-6-271是谁是谁, ,隔开了原始海洋的动荡隔开了原始海洋的动荡, ,是谁是谁, ,为我日夜守边防为我日夜守边防, ,是谁是谁, ,为我传信报安康。为我传信报安康。啊，伟大的细胞膜啊！啊，伟大的细胞膜啊！没有你没有你, ,我我一个小小的细胞一个小小的细胞会是何等模样会是何等模样? ?丁卫萍丁卫萍第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型细胞膜的功能有哪些？问题探讨塑料袋普通布弹力布其他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？细胞膜具有：1.分隔2.控制物质的进出3.信息交流弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？初始篇：从生理功能入手的科学研究从

2、生理功能入手的科学研究从生理功能入手的科学研究19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种植物细胞的通透性实验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从实验现象能推测出什么结论呢？思考与讨论思考与讨论: :最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？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？膜是由脂质组成最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察来证实。提出假说20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟的红细胞中分离出来，化学分析膜

3、表明：实验证据从生理功能入手的科学探究从生理功能入手的科学探究膜的主要成分是脂质脂质和蛋白质蛋白质脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？那么问题来了：那么问题来了：继承篇：单位膜模型的提出2022-6-277认识磷脂：认识磷脂：CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2N+（CH ）33OOO=PO2022-6-278ABCD2022-6-279根据科学家的实验

4、我们可以得出什么结论？根据科学家的实验我们可以得出什么结论？资料资料:1925年年,两位荷兰科学家用丙酮从两位荷兰科学家用丙酮从红细胞中提取现脂质红细胞中提取现脂质,在空气在空气-水界面上水界面上铺展成单分子层铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍为红细胞表面积的两倍单位膜模型的提出单位膜模型的提出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。磷脂就像一个长着两条尾巴的小蝌蚪极性 亲水“头部”水水空气空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空

5、气界面上铺展成单分子层。非极性疏水“尾部”单位膜模型的提出单位膜模型的提出细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？推测单位膜模型的提出单位膜模型的提出实验证据 1925年 两位荷兰科学家用丙酮（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脂单分子层=2单位膜模型的提出单位膜模型的提出蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？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：单位膜模型的提出单位膜模型

6、的提出1959年，罗伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗-明-暗三层结构。实验证据蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。蛋白质蛋白质脂质单位膜模型2022-6-2715单位膜模型无法解释的现象单位膜模型无法解释的现象2022-6-2716植物细胞质壁分离现象植物细胞质壁分离现象2022-6-2718开拓篇：新技术带来新模型膜能运动吗？如果运动，膜上的蛋白质又该位于什么位置？跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白新技术带来新模型新技术带来新模型蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的科学家关于蛋白质在细胞膜上

7、存在的三种方式的概括：l镶在膜表面l嵌在膜中l贯穿膜标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。2022-6-2721新技术带来新模型新技术带来新模型 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。荧光标记荧光标记技术膜上的蛋白质可以运动运动新技术带来新模型新技术带来新模型小资料磷脂分子的运动细胞膜具有流动性新技术带来新模型新技术带来新模型在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型流动镶嵌模型，为多数人所接受。流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模

8、型基本内容的总结流动镶嵌模型基本内容的总结:3 3、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态：有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的体现了生物膜的不对称性不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）2022-6-2725注意：注意：2022-6-2726思考：单位膜模型与流动镶嵌模型有何异同？生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？答：答：相同指成分，不同是流动、镶嵌（膜蛋白分相同指成分，不同是流动、镶嵌（膜蛋白分布的不对称性）。布的不对称

9、性）。20032003年度诺贝年度诺贝尔化学奖授予两名研尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学究细胞膜的美国科学家家阿格雷阿格雷和和麦金农麦金农。以表彰他们在细胞膜以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面物质运输的通道方面所做的贡献。所做的贡献。 不断完善和发展的流动镶嵌模型不断完善和发展的流动镶嵌模型2022-6-2729 小资料阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具

10、有极其重要的意义。早在多年前，人们就猜测细胞中存在特殊的输送水分子的通道。但直到年，阿格雷才成功分离出了一种膜蛋白质，之后他意识到它就是科学家孜孜以求的水通道。评选委员会说，这是个重大发现，开启了细菌、植物和哺乳动物水通道的生物化学、生理学和遗传学研究之门。 离子通道是另一种类型的细胞膜通道，神经系统和肌肉等方面的疾病与之有关，它还能产生电信号，在神经系统中传递信息。但由于科学家一直不能弄清楚它的结构，进一步的研究无法展开。而麦金农在年测出了钾通道的立体结构，“震惊了所有的研究团体”。评选委员会说，由于他的发现，人们可以“看见”离子如何通过由不同细胞信号控制开关的通道。2022-6-2731其

11、他生物膜模型Wallach 与1975年提出晶格镶嵌模型。他在流动镶嵌模型的基础上，进一步强调：生物膜中流动性脂质的可逆性变化。这种变化区域呈点状分布在膜上。相变表现为膜脂分子的一种协同效益，即几十个以上的脂分子同时相变。膜脂的相变受温度、脂本身的性质、膜中其他组分、pH和二价阳离子浓度等因素的影响 。板块镶嵌模型是Jain和White于1977年提出的，其内容本质上与晶格镶嵌模型相同。他们认为：在流动的脂双分子层中存在许多大小不同的刚度较大的彼此独立运动的脂质“板块”（有序结构区），板块之间被无序的流动的脂质区所分割，这两种区域处于一种连续的动态平衡之中 小资料小资料2022-6-2732：

12、19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。 。20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由 和 组成。脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出 . 1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由 三层结构。 如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？ 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 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顾：对生物膜结构的探索历程回顾：对生物膜结构的探索历程溶于脂质的膜是由脂质组成脂质蛋白质脂质分子排列为连续的两层蛋白质-脂质-蛋白质流动性流动镶嵌模型小结：概念图基本支架具有流

13、动性有的横跨整个磷脂双分子层生物膜大多数可以运动生物膜具有结构特性: 磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子部分镶在磷脂部分镶在磷脂双分子层表面双分子层表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂双分子层中磷脂双分子层中流动性流动性成分A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关：第一关知识闯关：第一关人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的

14、完成依靠细胞膜的的完成依靠细胞膜的 （ ）选择透过性选择透过性 保护作用保护作用 流动性流动性扩散扩散A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关：第二关知识闯关：第二关使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（ ）磷脂是疏水性磷脂是疏水性磷脂是亲水性的磷脂是亲水性的磷脂能迅速吸水磷脂能迅速吸水 磷脂既是疏水性的又是亲水性的磷脂既是疏水性的又是亲水性的A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次

15、！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！知识闯关：第三关知识闯关：第三关细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相关的成分是（关的成分是（ ）磷脂磷脂糖蛋白糖蛋白 蛋白质蛋白质 磷脂、蛋白质磷脂、蛋白质2022-6-2737据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶