生物膜的流動鑲嵌模型課件

第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型是誰,隔開了原始海洋的動蕩,是誰,為我日夜鎮(zhèn)守邊防,是誰,為我傳信報安康。沒有你,我——一個小小的細胞會是何等模樣?1/7/20241研修班

知識目標1.簡述生物膜的結構。2.探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用。3.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點。情感、態(tài)度與價值觀1.使學生樹立生物結構與功能相適應的生物學辨證觀點2.培養(yǎng)學生嚴謹?shù)耐评砗痛竽懴胂竽芰?.認識到技術的發(fā)展在科學研究中的作用，尊重科學且用發(fā)展的觀點看待科學，樹立辨證的科學觀能力目標嘗試提出問題，作出假設教學目標1/7/20242研修班問題探討塑料袋普通布彈力布其他……根據(jù)結構跟功能相適應的觀點分析，用哪種材料做細胞膜更適于體現(xiàn)細胞膜的功能？彈力布能完全表現(xiàn)細胞膜的功能嗎？1/7/20243研修班自主預習核查1.對生物膜結構的探索歷程:(1)脂質脂質(2)脂質和蛋白質(3)2連續(xù)的兩層(4)暗-亮-暗蛋白質脂質蛋白質靜態(tài)(5)熒光流動性(6)流動鑲嵌2.流動鑲嵌模型基本內容(1)磷脂雙分子層流動(2)表面嵌入

貫穿大多數(shù)(3)外側蛋白質糖類糖蛋白

識別保護潤滑(4)糖類

脂質糖脂1/7/20244研修班從生理功能入手的科學研究19世紀末，歐文頓（E.Overton）利用植物細胞研究細胞膜的通透性實驗不溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜從實驗現(xiàn)象能推測出什么結論呢？思考與討論:最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對實驗現(xiàn)象的推理分析還是通過對膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質組成的。最初依據(jù)實驗現(xiàn)象和有關知識，經過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出設想，是一種常見的科學方法。假說還需要通過實驗觀察來證實。提出假說1/7/20245研修班實驗：科學家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，然后用蛋白酶處理。（已知蛋白酶能專一性的催化蛋白質的分解）實驗現(xiàn)象：細胞膜被破壞得出結論：……

資料2.其他科學家的實驗1/7/20246研修班單位膜模型的提出思考與討論：細胞膜的兩側都有水環(huán)境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測1/7/20249研修班單位膜模型的提出實驗證據(jù)

1925年Gorter和Grendel用丙酮（一種有機溶劑）從一定數(shù)量的紅細胞中抽提脂類，在空氣-水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層GORTER脂單分子層=2×1/7/202410研修班單位膜模型的提出蛋白質位于細胞膜的什么位置呢？推測？？……40年代，曾經有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊。假說問題：1/7/202411研修班透射電子顯微鏡（REM）單位膜模型的提出蛋白質蛋白質脂質單位膜模型1959年，羅伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結構。實驗證據(jù)蛋白質的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。1/7/202412研修班

靜態(tài)的“蛋白質-脂質-蛋白質”三層結構是否能體現(xiàn)膜的功能呢?質疑1/7/202413研修班單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象1/7/202414研修班標本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。科學家關于蛋白質在細胞膜上存在的三種方式概括為鑲在、嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中。蛋白質在膜中的分布是不對稱的冰凍蝕刻電子顯微法新技術帶來新模型1/7/202415研修班新技術帶來新模型

用熒光染料標記某種物質，利用其熒光特性，來反應研究對象的相關信息。熒光標記技術37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？膜上的蛋白質具有流動性問題：1/7/202416研修班新技術帶來新模型①側向擴散運動；②旋轉運動；③擺動運動小資料磷脂分子的運動細胞膜具有流動性1/7/202417研修班想一想:根據(jù)今天所獲得的信息，你能否構建一個細胞膜模型？畫一畫:細胞膜的結構模型簡圖1/7/202418研修班新技術帶來新模型在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動鑲嵌模型1/7/202419研修班要點探究對生物膜結構的探索歷程的認識1/7/202420研修班流動鑲嵌模型基本內容的總結:(1)磷脂雙分子層構成了膜的基本支架，磷脂雙分子層具有流動性。(2)蛋白質分子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，有的橫跨整個磷脂雙分子層。(3)大多數(shù)蛋白質分子也是可以運動的。(4)在細胞膜的外表有一層糖蛋白，叫糖被。與細胞識別、信息交流有關。1/7/202421研修班生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？？？？1/7/202422研修班技術的不斷改進和創(chuàng)新，人類對自然界的認識永無止境，對膜的研究將更加細致入微……一定讓你對膜有了新的認識……新技術帶來新模型1/7/202423研修班

2003年度諾貝爾化學獎授予兩名研究細胞膜的美國科學家阿格雷和麥金農。以表彰他們在細胞膜物質運輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I。

不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型1/7/202424研修班小結：概念圖基本支架具有流動性有的橫跨整個磷脂雙分子層生物膜大多數(shù)可以運動生物膜的結構特性:生理特性:

磷脂雙分子層蛋白質分子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流動性成分選擇透過性

1/7/202425研修班生物膜的結構特性和功能特性1.生物膜的結構特性：流動性結構基礎：磷脂分子和大多數(shù)蛋白質是運動的。實驗驗證：變形蟲的運動、白細胞的吞噬細胞、胞吞和胞吐現(xiàn)象