生物必修一-生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型課件

第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出1細(xì)胞膜的功能？1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流結(jié)構(gòu)功能細(xì)胞膜的功能？1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開結(jié)構(gòu)功能2一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程3問(wèn)題1膜的組成成分是什么？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程問(wèn)題1膜的組成成分是什么？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程4

時(shí)間：

人物：

實(shí)驗(yàn)：

提出假說(shuō)：資料一膜是由脂質(zhì)組成的.19世紀(jì)末歐文頓（E.Overton）用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性實(shí)驗(yàn).不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：資料一膜是由脂質(zhì)組成的.19世紀(jì)末歐文頓（E.5

實(shí)驗(yàn)：

提出假說(shuō)：資料二細(xì)胞膜的組成中有蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶(能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì))分解。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程資料二細(xì)胞膜的組成中有蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：細(xì)6

時(shí)間：實(shí)驗(yàn)：

資料三20世紀(jì)初科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞分離出來(lái)，并進(jìn)行了化學(xué)分析,確定細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì).組成膜的脂質(zhì)中磷脂含量最多.此外，還含有少量的糖類。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：資料三20世紀(jì)初科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅7問(wèn)題2這些成分在膜中如何排列的呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程問(wèn)題2這些成分在膜中如何排列的呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程8磷酸脂肪酸親水頭部疏水尾部一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程磷脂分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：磷酸脂肪酸親水頭部疏水尾部一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程磷脂9畫出下面兩種情況下磷脂的排布情況：

①在空氣－水界面上②完全浸沒(méi)在水中。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程畫出下面兩種情況下磷脂的排布情況：一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程10

時(shí)間：

人物：

實(shí)驗(yàn)：

結(jié)論：資料四細(xì)胞膜中的磷脂排列為連續(xù)的兩層1925年荷蘭科學(xué)家從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單分子層。測(cè)得單分子層的面積是紅細(xì)胞的表面積的2倍。一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：資料四細(xì)胞膜中的磷脂排列為連續(xù)的兩層1925年11雙層磷脂分子是如何排布構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)的呢？一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程雙層磷脂分子是如何排布構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)的呢？一、對(duì)生物12雙層磷脂分子是如何排布構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)的呢？A

B

C水水一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程雙層磷脂分子是如何排布構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)的呢？13

時(shí)間：

人物：

實(shí)驗(yàn)：

提出假說(shuō)：

資料五1959年羅伯特森（J.D.Robertsen）在電鏡下觀察細(xì)胞膜。生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)（三明治模型）。小資料：當(dāng)電子束照射被檢驗(yàn)樣品，由于電子與不同物質(zhì)產(chǎn)生碰撞時(shí)，產(chǎn)生不同散射度。蛋白質(zhì)電子密度高，故顯微鏡下顯示暗帶，磷脂分子電子密度低，則顯示亮帶。細(xì)胞膜由“暗-亮-暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。三明治模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：資料五1959年羅伯特森（J.D.Robert14(白細(xì)胞吞噬病毒的過(guò)程)(白細(xì)胞吞噬病毒的過(guò)程)15

時(shí)間：

實(shí)驗(yàn)：

結(jié)論：

資料六1970年熒光染料標(biāo)記人和鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)后，將兩種細(xì)胞融合膜上蛋白質(zhì)可以運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記膜蛋白誘導(dǎo)融合40分鐘后370C一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：資料六1970年熒光染料標(biāo)記人和鼠細(xì)胞16生物必修一-生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型課件17時(shí)間：人物：提出：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探18二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、基本支架為（），2、蛋白質(zhì)（）

3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

。磷脂雙分子層有的鑲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，有的貫穿整個(gè)磷脂雙分子層。具有一定的流動(dòng)性二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、基本支架為（19糖被的功能：

保護(hù)和潤(rùn)滑細(xì)胞識(shí)別（細(xì)胞間信息交流）P68二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容糖被的功能：P68二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容20制作概念圖：二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容制作概念圖：二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容21制作概念圖：生物膜具有一定的流動(dòng)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子主要成分基本支架三種位置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動(dòng)性大多數(shù)分子運(yùn)動(dòng)的脂質(zhì)鑲在…表面嵌入…中貫穿整個(gè)…二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容制作概念圖：生物膜具有一定的流動(dòng)性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子主要221、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂反饋1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)233.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過(guò)生物大分子（）A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜D葉綠體膜3.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切244.變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（）A保護(hù)作用B一定的流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過(guò)性4.變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，255、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入該細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過(guò)的磷脂分子層層數(shù)是（）A6B8C12D165、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入該細(xì)胞26謝謝各位！謝謝各位！27磷脂分子的流動(dòng)性:磷脂分子的流動(dòng)性:28返回返回291、膜的組成成分：

主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類．2、膜的基本支架:

磷脂雙分子層.（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）3、蛋白質(zhì)分子的位置:

蛋白質(zhì)分子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，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對(duì)稱性）1、膜的組成成分：30假說(shuō)科學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末1925年1959年1970年1972年膜是由脂質(zhì)組成的生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上弗雷和埃迪登桑格和尼克森對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，面積是細(xì)胞膜的2倍電鏡下看到細(xì)胞膜有“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成分別用綠色和紅色熒光染料標(biāo)記兩種細(xì)胞的蛋白質(zhì)，并將兩細(xì)胞融合，發(fā)現(xiàn)熒光均勻分布細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)的兩層流動(dòng)鑲嵌模型假說(shuō)科學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末31

實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：結(jié)論：資料二細(xì)胞膜的組成中有蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，然后用蛋白酶處理。（一直蛋白酶能專一性的催化蛋白質(zhì)的分解）細(xì)胞膜被破壞資料二細(xì)胞膜的組成中有蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的321.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不就完美無(wú)缺？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無(wú)缺。2.縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型的探索過(guò)程，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到怎樣的作用？

實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。思考：3.分析生物膜模型的建立過(guò)程,你受到什么啟示?1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不就完美無(wú)缺？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型33答案:科學(xué)研究是要在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上,通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?提出假說(shuō),再通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證假說(shuō)?？茖W(xué)發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,涉及到許多科學(xué)家辛勤的工作.科學(xué)研究依賴于科學(xué)的進(jìn)步,科學(xué)進(jìn)步了,就可以得到更多的數(shù)據(jù).科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理,還必須通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證;科學(xué)學(xué)說(shuō)不是一成不變的,需要不斷完善.答案:科學(xué)研究是要在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上,通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽?41.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂練習(xí)1.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)352、異體器官的移植手術(shù)往往很難成功。最大的障礙就是異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于細(xì)胞膜具有識(shí)別作用。這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是（）A細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成B細(xì)胞膜表面有糖蛋白C細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性D細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性B2、異體器官的移植手術(shù)往往很難成功。最大的障礙363、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（）A保護(hù)作用B一定的流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過(guò)性B4、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸A3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，37“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治結(jié)構(gòu)模型有什么不足？把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾.變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離白細(xì)胞吞噬病菌“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治結(jié)構(gòu)模型有什么不足？把生物膜描38流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。2、蛋白質(zhì)分子或鑲嵌，或全部，部分嵌入，或橫跨磷脂雙分子層。3、生物膜具有一定的流動(dòng)性。4、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，叫做糖被。5、除糖蛋白外，細(xì)胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的糖脂。流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。239糖蛋白細(xì)胞膜上的糖分布在細(xì)胞膜外表面，主要與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。細(xì)胞膜外側(cè)許多糖蛋白組成的一層結(jié)構(gòu)叫做糖被。糖被：具有保護(hù)和潤(rùn)滑、與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間信息傳遞等功能。糖蛋白細(xì)胞膜上的糖40親水頭部疏水尾部磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。親水頭部疏水尾部磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的41時(shí)間：人物：提出：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型時(shí)間：1972年桑格和尼克森流動(dòng)鑲嵌模型42流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。2、蛋白質(zhì)分子或鑲嵌，或全部，部分嵌入，或橫跨磷脂雙分子層。3、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)的---生物膜具有一定的流動(dòng)性)4、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，叫做糖被。5、除糖蛋白外，細(xì)胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的糖脂?；脽羝?2特點(diǎn)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。43

時(shí)間：

人物：

實(shí)驗(yàn)：

資料三為什么會(huì)出現(xiàn)這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？1917年（在Gorter和Grendel之前）朗姆瓦（Langumuier）將磷脂溶于苯和水中，當(dāng)苯揮發(fā)完后，磷脂分子分布散亂，經(jīng)過(guò)推擠，磷脂分子排列成了單層，而且每個(gè)分子的一段浸入水中，另一端浮于水面。

單層磷脂分子在空氣——水界面上是如何排布的呢？時(shí)間：資料三為什么會(huì)出現(xiàn)這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？1917年（44標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴漏斷裂面。冰凍蝕刻電子顯微法蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的

45假說(shuō)科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末20世紀(jì)初1959年1970年1972年膜是由脂質(zhì)組成的生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性弗雷和埃迪登桑格和尼克森對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)的兩層流動(dòng)鑲嵌模型假說(shuō)科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末20世紀(jì)46對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程19世紀(jì)末，歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由

組成的；20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由

組成；1959年羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型：所有生物膜都

由

三層結(jié)構(gòu)；1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有

；1972年，桑格和

提出了

。脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)流動(dòng)性尼克森流動(dòng)鑲嵌模型鞏固：對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程19世紀(jì)末，歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由47對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：1、19世紀(jì)末，歐文頓提出：膜由

組成；2、20世紀(jì)初，化學(xué)分析得出：膜的成分是

和

；3、1925年，荷蘭科學(xué)家得出：脂質(zhì)分子是

的；4、1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出：

的三分層結(jié)構(gòu)；5、1970年，用熒光標(biāo)記技術(shù)證明：膜具有

性；6、1972年，桑格和尼克森提出：

模型。對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：1、19世紀(jì)末，歐文頓提482.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？有必要，通過(guò)鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問(wèn)題3.那為什么一開始不直接對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)膜成分的提取和鑒定？從生理功能上入手，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析的。2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行有必要，通過(guò)49假說(shuō)科學(xué)家時(shí)間歐文頓兩位荷蘭科學(xué)家羅伯特森19世紀(jì)末20世紀(jì)初1959年1970年膜是由脂