生物必修一-生物膜的流动镶嵌模型

第2节生物膜的流动镶嵌模型第四章细胞的物质输入和输出细胞膜的功能？1.将细胞与外界环境分隔开2.控制物质进出细胞3.进行细胞间的信息交流一、对生物膜结构的探索历程膜的组成成分是什么？一、对生物膜结构的探索历程时间：人物：实验：提出假说：资料一膜是由脂质组成的.19世纪末欧文顿（E.Overton）用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验.不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜不溶于脂质的物质溶于脂质的物质一、对生物膜结构的探索历程实验：提出假说：资料二细胞膜的组成中有蛋白质。科学家在实验中发现：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。一、对生物膜结构的探索历程时间：实验：资料三20世纪初科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞分离出来，并进行了化学分析,确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。膜的主要成分是脂质和蛋白质.组成膜的脂质中磷脂含量最多.此外，还含有少量的糖类。一、对生物膜结构的探索历程这些成分在膜中如何排列的呢？一、对生物膜结构的探索历程磷酸脂肪酸亲水头部疏水尾部一、对生物膜结构的探索历程磷脂分子结构特点：画出下面两种情况下磷脂的排布情况：①在空气－水界面上②完全浸没在水中。一、对生物膜结构的探索历程时间：人物：实验：结论：资料四细胞膜中的磷脂排列为连续的两层1925年荷兰科学家从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层。测得单分子层的面积是红细胞的表面积的2倍。一、对生物膜结构的探索历程双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？一、对生物膜结构的探索历程双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？ABC水水一、对生物膜结构的探索历程时间：人物：实验：提出假说：资料五1959年罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下观察细胞膜。生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构（三明治模型）。小资料：当电子束照射被检验样品，由于电子与不同物质产生碰撞时，产生不同散射度。蛋白质电子密度高，故显微镜下显示暗带，磷脂分子电子密度低，则显示亮带。细胞膜由“暗-亮-暗”的三层结构构成。三明治模型一、对生物膜结构的探索历程(白细胞吞噬病毒的过程)时间：实验：结论：资料六1970年荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋白质后，将两种细胞融合膜上蛋白质可以运动，细胞膜具有一定的流动性人细胞鼠细胞荧光标记膜蛋白诱导融合40分钟后370C一、对生物膜结构的探索历程时间：人物：提出：1972年桑格和尼克森流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程二、流动镶嵌模型的基本内容1、基本支架为（），2、蛋白质（）3．结构特点。磷脂双分子层有的镶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，有的贯穿整个磷脂双分子层。具有一定的流动性二、流动镶嵌模型的基本内容糖被的功能：保护和润滑细胞识别（细胞间信息交流）P68二、流动镶嵌模型的基本内容制作概念图：二、流动镶嵌模型的基本内容制作概念图：生物膜具有一定的流动性磷脂双分子层蛋白质分子主要成分基本支架三种位置结构特点具有流动性大多数分子运动的脂质镶在…表面嵌入…中贯穿整个…二、流动镶嵌模型的基本内容1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A细胞膜具有一定流动性B细胞膜是选择透过性C细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂反馈3.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（）A细胞膜B核膜C线粒体膜D叶绿体膜4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A保护作用B一定的流动性C主动运输D选择透过性5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入该细胞的叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层层数是（）A6B8C12D16磷脂分子的流动性:返回1、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类．2、膜的基本支架:磷脂双分子层.（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）3、蛋白质分子的位置: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）假说科学实验科学家时间欧文顿两位荷兰科学家罗伯特森19世纪末1925年1959年1970年1972年膜是由脂质组成的生物膜为三层静态统一结构细胞膜具有流动性在新的观察和实验证据基础上弗雷和埃迪登桑格和尼克森对生物膜结构的探索历程用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性的实验，发现脂质更容易通过细胞膜从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍电镜下看到细胞膜有“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀分布细胞膜中脂质为连续的两层流动镶嵌模型实验：实验现象：结论：资料二细胞膜的组成中有蛋白质。科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白酶处理。（一直蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）细胞膜被破坏1.生物膜的流动镶嵌模型是不就完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？实验技术的进步起到了关键性的推动作用。思考：3.分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示?答案:•科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和大胆的想像,提出假说,再通过实验进一步验证假说。•科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学家辛勤的工作.•科学研究依赖于科学的进步,科学进步了,就可以得到更多的数据.•科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证;科学学说不是一成不变的,需要不断完善.1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A细胞膜具有一定流动性B细胞膜是选择透过性C细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架D细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子课堂练习2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（）A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成B细胞膜表面有糖蛋白C细胞膜具有一定的流动性D细胞膜具有选择透过性B3、变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）A保护作用B一定的流动性C主动运输D选择透过性B4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸A“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾.变形虫的变形运动植物细胞的质壁分离白细胞吞噬病菌流动镶嵌模型的基本内容：1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。3、生物膜具有一定的流动性。4、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。5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。糖蛋白细胞膜上的糖分布在细胞膜外表面，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被。糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等功能。亲水头部疏水尾部磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。时间：人物：提出：1972年桑格和尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容：1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷脂双分子层。3、磷脂分子和蛋白质分子可以运动的---生物膜具有一定的流动性)4、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。5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。幻灯片22特点时间：人物：实验：资料三为什么会出现这种实验现象呢？1917年（在Gorter和Grendel之前）朗姆瓦（Langumuier）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完后，磷脂分子分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且每个分子的一段浸入水中，另一端浮于水面。单层磷脂分子在空气——水界面上是如何排布的呢？标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴漏断裂面。蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的假说科学家时间欧文顿两位荷兰科学家罗伯特森19世纪末20世纪初1959年1970年1972年膜是由脂质组成的生物膜为三层静态统一结构细胞膜具有流动性弗雷和埃迪登桑格和尼克森对生物膜结构的探索历程细胞膜中脂质为连续的两层流动镶嵌模型对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由组成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由组成；1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由三层结构；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，桑格和提出了。脂质脂质和蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质流动性尼克森流动镶嵌模型巩固：对生物膜结构的探索历程：1、19世纪末，欧文顿提出：膜由组成；2、20世纪初，化学分析得出：膜的成分是和；3、1925年，荷兰科学家得出：脂质分子是的；4、1959年，罗伯特森在电镜观察下得出：的三分层结构；5、1970年，用荧光标记技术证明：膜具有性；6、1972年，桑格和尼克森提出：模型。2.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？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。假说科学家时间欧文顿两位荷兰科学家罗伯特森19世纪末20世纪初1959年1970年膜是由脂质组成的生物膜为三层静态统一结构细胞膜具有流动性弗雷和埃迪登对生物膜结构的探索历程细胞膜中脂质为连续的两层1925年细胞膜由脂质和蛋白质组成科学家①磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同,呈现了膜的不对称性;②糖类在细胞膜中的分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈现了膜的不对称性.5.膜的不对称性因此,根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧.根据今天所获得的信息，你能否构建一个细胞膜模型？想一想：画一画：细胞膜的结构模型简图蛋白质磷脂双分子层三明治模型要点：静态的结构思考“三明治”结构模型有什么不足？生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。P69拓展题二、流动镶嵌模型的基本内容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,也体现了流动性。生物膜的结构特点:一定的流动性