第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型正式ppt課件

1、 1 1、簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。、簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。 2 2、探討在建立生物膜型的過程中，實、探討在建立生物膜型的過程中，實驗技術(shù)進(jìn)步所起的作用。驗技術(shù)進(jìn)步所起的作用。 3 3、探討建立生物膜模型的過程中如何、探討建立生物膜模型的過程中如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 從物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膶嵗梢钥闯?，生物膜對從物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膶嵗梢钥闯觯锬ξ镔|(zhì)進(jìn)出細(xì)胞是有選擇性的。物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞是有選擇性的。 “ “為什么生物膜為什么生物膜能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出？能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出？”,“”,“這與生物膜的結(jié)構(gòu)這與生物膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？”正是對物質(zhì)跨膜運(yùn)輸現(xiàn)

2、象產(chǎn)生正是對物質(zhì)跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象產(chǎn)生的疑問，科學(xué)家開始了對生物膜結(jié)構(gòu)的探索。的疑問，科學(xué)家開始了對生物膜結(jié)構(gòu)的探索。小組討論:歐文頓的實驗如何進(jìn)行的？歐文頓得出了什么“結(jié)論”?“結(jié)論得出后還有必要進(jìn)行驗證嗎？一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1 1、對生物膜組分的探索、對生物膜組分的探索時間：時間：18951895年年人物：歐文頓人物：歐文頓E.OvertonE.Overton）實驗：用實驗：用500500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行了上萬次萬次 實驗。實驗。一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1 1、對生物膜組分的探索

3、、對生物膜組分的探索不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞膜時間：時間：2020世紀(jì)初世紀(jì)初小組討論:科學(xué)家又進(jìn)行了怎樣的實驗？實驗得出什么樣的結(jié)論?結(jié)論得出后還有必要進(jìn)行驗證嗎？ 第一次分離出哺乳動物的紅細(xì)胞細(xì)胞膜,并對其進(jìn)行化學(xué)分析。發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶(能專一地 分 解 蛋 白 質(zhì) 的 物 質(zhì) )分 解 。時間：時間：2020世紀(jì)初世紀(jì)初 脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？成膜的呢？時間：時間：19251925年年 人物：兩位荷蘭科學(xué)家人物：兩位荷蘭科學(xué)家2 2、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索、對生物膜結(jié)

4、構(gòu)的探索小組討論:科學(xué)家是如何進(jìn)行的實驗？在實驗中觀察到什么現(xiàn)象?他們推測磷脂分子在細(xì)胞膜中是怎樣排列的?親水頭部疏水尾部 磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所組成的磷脂由磷酸、甘油和脂肪酸等所組成的分子，磷酸分子，磷酸“頭部是親水的，脂肪酸頭部是親水的，脂肪酸“尾尾部是疏水的。部是疏水的。將磷脂分子在空氣將磷脂分子在空氣水界面上鋪展水界面上鋪展成單分子層，磷脂分子的頭尾將如成單分子層，磷脂分子的頭尾將如何排布？何排布？空氣空氣 水水 討論：在細(xì)胞中，細(xì)胞膜的兩討論：在細(xì)胞中，細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，側(cè)都有水環(huán)境存在， 此時磷脂此時磷脂分子的頭尾將如何排布？分子的頭尾將如何排布？蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的

5、什么位蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？置呢？推測？推測？40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測蛋白質(zhì)覆蓋在脂質(zhì)的兩邊假說問題：問題：小組討論：實驗的現(xiàn)象是什么？羅伯特森提出了什么假說？ 時間：時間：19591959年年 人物：羅伯特森人物：羅伯特森J.D.RobertsonJ.D.Robertson）兩層暗層蛋白質(zhì)）兩層暗層蛋白質(zhì)）一層明層脂質(zhì)）一層明層脂質(zhì)）時間：時間：19591959年年 人物：羅伯特森人物：羅伯特森J.D.RobertsonJ.D.Robertson） 在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗亮亮暗的三層結(jié)構(gòu)。暗的三層結(jié)構(gòu)。 提出假說：提出假說： 生物膜是由生物膜是由“蛋白質(zhì)

6、蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)變形蟲的變形運(yùn)動 冰凍蝕刻冰凍蝕刻( (冰凍斷裂冰凍斷裂) )技術(shù)技術(shù)蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分子層中。子層中。結(jié)論：細(xì)胞膜蛋白質(zhì)具有一定的流動性結(jié)論：細(xì)胞膜蛋白質(zhì)具有一定的流動性人細(xì)胞人細(xì)胞鼠細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記 膜蛋白誘導(dǎo)交融40分鐘后370C資料資料20時間：時間：1970年年人物：弗雷和埃迪登人物：弗雷和埃迪登( Frye 和和 Edidin )結(jié)論：細(xì)胞膜上磷脂具有一定的流動性結(jié)論：細(xì)胞膜上磷脂具有一定的流動性新技術(shù)帶來新模型新技術(shù)帶來新模型時間：時間：19721972年

7、年 人物：桑格與尼克森人物：桑格與尼克森流動鑲嵌模流動鑲嵌模型型 1、磷脂分子以疏水性尾部相對朝向膜的內(nèi)側(cè)，親水性頭部朝向膜的外側(cè)，磷脂雙分子層組成生物膜的基本骨架；2、蛋白質(zhì)或鑲在脂雙層的表面，或嵌插在、蛋白質(zhì)或鑲在脂雙層的表面，或嵌插在其內(nèi)部，或橫跨整個磷脂雙分子層，表現(xiàn)其內(nèi)部，或橫跨整個磷脂雙分子層，表現(xiàn)出分布的不對稱性。出分布的不對稱性。3、磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)、磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動的，體現(xiàn)了膜的流動性。動的，體現(xiàn)了膜的流動性。多糖蛋白質(zhì)糖蛋白糖蛋白1 有保護(hù)和潤滑作用。有保護(hù)和潤滑作用。2 與細(xì)胞膜表面的識與細(xì)胞膜表面的識別有密切關(guān)系。別有密切關(guān)系。糖蛋白的作用

8、：糖蛋白的作用：4、二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1 1、膜的基本支架、膜的基本支架: :磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架支架 ( (其中磷脂分子的親水性的頭部朝向兩側(cè)，其中磷脂分子的親水性的頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)) ) 是輕油般的流體，具有是輕油般的流體，具有流動性。流動性。2 2、蛋白質(zhì)分子、蛋白質(zhì)分子: :有的鑲嵌在磷脂雙分子層表有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿整個磷脂雙分子層體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)有的貫穿整個磷脂雙分子層體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱

9、性）。大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也內(nèi)外的不對稱性）。大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的也體現(xiàn)了膜的流動性）。是可以運(yùn)動的也體現(xiàn)了膜的流動性）。鑲鑲嵌入嵌入貫穿貫穿3、糖蛋白：細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞、糖蛋白：細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交叫做糖被糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）。流等有密切聯(lián)系）。生物膜的結(jié)構(gòu)特點生物膜的結(jié)構(gòu)特點-一定的流動性一定的流動性 磷脂分子是可以運(yùn)動的，具有流動性；大多磷脂分子是可以運(yùn)動的，具有流動性；大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的，也體現(xiàn)了流數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動

10、的，也體現(xiàn)了流動性。動性。生物膜的功能特點生物膜的功能特點-選擇透過性選擇透過性 水分子可自由通過，細(xì)胞需要的離子和小分水分子可自由通過，細(xì)胞需要的離子和小分子也可自由通過。而其它離子、小分子和大分子也可自由通過。而其它離子、小分子和大分子不能通過。子不能通過。三、生物膜的特點三、生物膜的特點31時間和人物時間和人物歷史事件歷史事件歷史結(jié)論歷史結(jié)論 多種物質(zhì)對膜通透性實驗多種物質(zhì)對膜通透性實驗對紅細(xì)胞膜化學(xué)分析對紅細(xì)胞膜化學(xué)分析紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面層分子的面積是原膜表面積的兩倍積的兩倍電鏡下膜呈電鏡下膜呈“暗暗亮亮暗暗三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂

11、質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)人、鼠細(xì)胞融合實驗。人、鼠細(xì)胞融合實驗。新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由脂質(zhì)組成的膜是由脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)膜具流動性膜具流動性流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，羅伯特森羅伯特森19251925年，年，兩位荷蘭兩位荷蘭科學(xué)家科學(xué)家2020世紀(jì)初世紀(jì)初1919世紀(jì)末世紀(jì)末歐文頓歐文頓總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？20192019年度諾貝爾年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研究化學(xué)獎授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家細(xì)胞膜的美國科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們在細(xì)胞膜物表彰他們在細(xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠|(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪?/p>