4-2生物膜的流动镶嵌模型.ppt

1、42生物膜的流动镶嵌模型,【问题探讨】制作细胞模型 在制作真核细胞三维结构模 型的活动中，某小组同学分别用 三种材料做细胞膜：塑料袋、普 通布和弹力布。 讨论： 根据结构与功能相适应的 观点分析，用哪种材料做细胞膜， 更适于体现细胞膜的功能？ 你还能想出更好的材料做 细胞膜吗？,制作细胞模型,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。,思考与讨论：细胞膜的主要成分 1895年，英国科学家欧文顿(E.Overton)曾经用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现脂溶性物质，比非脂溶性物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出：膜是由脂质组成的。 2

2、0世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来。化学分析表明，膜的主要成分是脂质(主要是磷脂)和蛋白质。 讨论： 最初认识到细胞膜是由脂质 组成的，是通过对现象的推理分析， 还是通过对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、鉴定吗？ 根据已有知识，说明可以怎样提取、分离和鉴定膜成分的？,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。,思考与讨论：磷脂单分子层磷脂双分子层 1925年，荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)用丙酮从人的红细胞中提

3、取脂质，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。他们由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列成连续的两层。,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。,思考与讨论：磷脂单分子层磷脂双分子层 1925年，荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)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，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列成连续的两层。 讨论：磷脂是一种由甘油、脂 肪酸和磷酸组成的分子。磷酸“

4、头” 部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水 的。请运用化学知识解释，为什么 磷脂在空气水界面上铺展成单分 子层，而科学家如何从这一现象推 导出“脂质在细胞膜中必然排列为 连续的两层”这一结论的。,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。,思考与讨论：磷脂单分子层磷脂双分子层 1925年，荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)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，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列成连续的两层。 讨论

5、：磷脂是一种由甘油、脂 肪酸和磷酸组成的分子。磷酸“头” 部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水 的。请运用化学知识解释，为什么 磷脂在空气水界面上铺展成单分 子层，而科学家如何从这一现象推 导出“脂质在细胞膜中必然排列为 连续的两层”这一结论的。,磷脂双分子层,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。,学术的孕育阶段：提出假说 对膜的成分和结构的初步阐明，最初都是先根据实验现象和有关知识，提出假说，而不是通过实验观察直接证实的。 假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想像。 假说需要通过观察和

6、实验进一步验证和完善。,资料：细胞膜的单位膜模型 1959年，罗伯特森(J.D.Robertson)在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，厚约7.5nm，结合其他科学家的工作，提出了生物膜结构的“单位膜”模型：所有生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结构。,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。 罗伯特森：提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。,透射电子显微镜,资料：荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 1970年，L.Frye和M.Lipids等用绿色荧光染料标记

7、小鼠细胞表面的蛋白质分子，用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子。然后诱导两种细胞融合。刚融合 时，融合细胞的一半发 绿色荧光，另一半发红 色荧光。在37下经过 40min，两种颜色的荧光 均匀分布。实验证明细 胞膜具有流动性。,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。 罗伯特森：提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。 L.FryeM.Lipids等：细胞膜具有流动性。,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,欧文顿：膜由脂质组成。 戈特格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。 罗伯特森：提出

8、蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。 L.FryeM.Lipids等：细胞膜具有流动性。 桑格尼克森：提出流动镶嵌模型。,资料：生物膜的流动镶嵌模型 在新的观察和实验证据的基础上，又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型。其中，1972年，桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 讨论： 在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到怎样的作用？ 在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点是如何得到体现的？,42生物膜的流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程 流动镶嵌模型的基本内容,磷脂双分子层：构成膜的基本支架。这个支架不是静止的，而

9、是轻油般的流体，具有流动性。 蛋白质分子：有的镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入、贯穿磷脂双分子层。大多数可以运动。 糖被：在细胞膜的外表，有一层由膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。作用：保护、润滑、细胞识别。,42生物膜的流动镶嵌模型,【基础1】对细胞膜的研究，为什么是从生理功能膜的通透性开始的？,【基础2】科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜的物质中有。,【基础3】流动镶嵌模型与蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型有何异同？,【基础4】下列有关生物膜的结构特点的叙述，最恰当的一项是() A构成生物膜的磷脂分子可以运动 B构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D构成生物膜的磷脂分子和大