對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程課件

對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程課件1一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程讓我們跟隨科學(xué)家一同去探索一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程讓我們跟隨科學(xué)家一同去探索2時(shí)間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓(E.Overton）實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的實(shí)驗(yàn)。

細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理1、對(duì)生物膜成分的探索——脂質(zhì)資料1假說：膜是由脂質(zhì)組成的發(fā)現(xiàn):時(shí)間：19世紀(jì)末1895年實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞3

科學(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。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,你對(duì)膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識(shí)是否還有新的結(jié)論?問題探討：得出結(jié)論：生物膜中可能還含有蛋白質(zhì)2、對(duì)生物膜成分的探索——蛋白質(zhì)資料2脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì)在膜中如何排列科學(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41、單層磷脂分子:①在空氣-水界面上；②完全浸沒在水中。合作探究根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用模型擺出磷脂分子的排布并繪圖:2、結(jié)合人體組織細(xì)胞內(nèi)、外環(huán)境（如右圖），預(yù)測(cè)細(xì)胞膜中磷脂的排列方式。1、單層磷脂分子:①在空氣-水界面上；合作探究根據(jù)磷脂分子的5磷脂分子結(jié)構(gòu)示意圖親水基團(tuán)疏水基團(tuán)磷脂分子結(jié)構(gòu)示意圖親水基團(tuán)疏水基團(tuán)6

空氣水空氣水7水溶液環(huán)境(內(nèi))水溶液環(huán)境(外)連續(xù)兩層排列水溶液環(huán)境(內(nèi))水溶液環(huán)境(外)連續(xù)兩層排列8

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：用丙酮從紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。

膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層資料33、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索——磷脂雙分子層結(jié)論：時(shí)間：1925年膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層資料339猜想利用給定的材料猜想磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)的排布方式。猜想利用給定的材料猜想磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)的排布方式。10資料4：羅伯特森的實(shí)驗(yàn)電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片生物膜是由“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）。4.對(duì)生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式（一）假說：

資料4：羅伯特森的實(shí)驗(yàn)超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片生物膜是由11三明治模型1.蛋白質(zhì)在膜中分布的對(duì)稱性2.靜態(tài)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：三明治模型1.蛋白質(zhì)在膜中分布的對(duì)稱性要點(diǎn)：12標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(

)在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是（）的5.對(duì)生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式（二）資料5.冰凍蝕刻電子顯微法不對(duì)稱鑲在、嵌入、橫跨標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(131、蛋白質(zhì)與磷質(zhì)排布與你先前的猜想是否一致？2、三明治模型有何不足之處，結(jié)合已有知識(shí)找出證據(jù)說明。分組討論1、蛋白質(zhì)與磷質(zhì)排布與你先前的猜想是否一致？分組討論14變形蟲的運(yùn)動(dòng)變形蟲的運(yùn)動(dòng)15時(shí)間：1970年人物：費(fèi)雷和埃迪登等實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合。結(jié)論：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資料6：人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)6.新技術(shù)帶來新模型（一）時(shí)間：1970年結(jié)論：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光167.新技術(shù)帶來新模型（二）資料7：時(shí)間：1972年人物：桑格和尼克森假說：流動(dòng)鑲嵌模型

二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、生物膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)2、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。3、蛋白質(zhì)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(gè)磷脂雙分子層。4、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都不是靜止不動(dòng)的,而是具有一定的流動(dòng)性。7.新技術(shù)帶來新模型（二）資料7：二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容171、在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示?思考2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺？說說你的看法。生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)膜的研究將更加細(xì)致入微，對(duì)膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動(dòng)鑲嵌模型.1.科學(xué)研究的艱辛歷程;2.告訴我們建立模型的一般方法;3.實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)科學(xué)發(fā)展;4.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；5.科學(xué)理論是在不斷修正中完善的。1、在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示?思考2、18多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面積的兩倍電鏡下膜呈“暗—亮—暗”三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)膜具流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型1972，桑格和尼克森1970年1959年，羅伯特森1925年，兩位荷蘭科學(xué)家20世紀(jì)初19世紀(jì)末歐文頓列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展19概念圖小結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程決定③④②流動(dòng)性選擇透過性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子①概念圖小結(jié)生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程決定③④20利用生活中的廢舊物品，嘗試制作立體的生物膜結(jié)構(gòu)模型。作業(yè)：動(dòng)手制作利用生活中的廢舊物品，嘗試制作立體的生物膜結(jié)構(gòu)模型。作業(yè)：動(dòng)●●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)細(xì)胞膜22對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程課件23一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程讓我們跟隨科學(xué)家一同去探索一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程讓我們跟隨科學(xué)家一同去探索24時(shí)間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓(E.Overton）實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的實(shí)驗(yàn)。

細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)相似相溶原理1、對(duì)生物膜成分的探索——脂質(zhì)資料1假說：膜是由脂質(zhì)組成的發(fā)現(xiàn):時(shí)間：19世紀(jì)末1895年實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞25

科學(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。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,你對(duì)膜化學(xué)成分在種類上認(rèn)識(shí)是否還有新的結(jié)論?問題探討：得出結(jié)論：生物膜中可能還含有蛋白質(zhì)2、對(duì)生物膜成分的探索——蛋白質(zhì)資料2脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì)在膜中如何排列科學(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261、單層磷脂分子:①在空氣-水界面上；②完全浸沒在水中。合作探究根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用模型擺出磷脂分子的排布并繪圖:2、結(jié)合人體組織細(xì)胞內(nèi)、外環(huán)境（如右圖），預(yù)測(cè)細(xì)胞膜中磷脂的排列方式。1、單層磷脂分子:①在空氣-水界面上；合作探究根據(jù)磷脂分子的27磷脂分子結(jié)構(gòu)示意圖親水基團(tuán)疏水基團(tuán)磷脂分子結(jié)構(gòu)示意圖親水基團(tuán)疏水基團(tuán)28

空氣水空氣水29水溶液環(huán)境(內(nèi))水溶液環(huán)境(外)連續(xù)兩層排列水溶液環(huán)境(內(nèi))水溶液環(huán)境(外)連續(xù)兩層排列30

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：用丙酮從紅細(xì)胞中抽提出脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。

膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層資料33、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索——磷脂雙分子層結(jié)論：時(shí)間：1925年膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層資料3331猜想利用給定的材料猜想磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)的排布方式。猜想利用給定的材料猜想磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)的排布方式。32資料4：羅伯特森的實(shí)驗(yàn)電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因蛋白質(zhì)電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片生物膜是由“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）。4.對(duì)生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式（一）假說：

資料4：羅伯特森的實(shí)驗(yàn)超薄切片技術(shù)獲得的細(xì)胞膜照片生物膜是由33三明治模型1.蛋白質(zhì)在膜中分布的對(duì)稱性2.靜態(tài)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：三明治模型1.蛋白質(zhì)在膜中分布的對(duì)稱性要點(diǎn)：34標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(

)在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是（）的5.對(duì)生物膜架構(gòu)的探索——脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排布方式（二）資料5.冰凍蝕刻電子顯微法不對(duì)稱鑲在、嵌入、橫跨標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)(351、蛋白質(zhì)與磷質(zhì)排布與你先前的猜想是否一致？2、三明治模型有何不足之處，結(jié)合已有知識(shí)找出證據(jù)說明。分組討論1、蛋白質(zhì)與磷質(zhì)排布與你先前的猜想是否一致？分組討論36變形蟲的運(yùn)動(dòng)變形蟲的運(yùn)動(dòng)37時(shí)間：1970年人物：費(fèi)雷和埃迪登等實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合。結(jié)論：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資料6：人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)6.新技術(shù)帶來新模型（一）時(shí)間：1970年結(jié)論：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光387.新技術(shù)帶來新模型（二）資料7：時(shí)間：1972年人物：桑格和尼克森假說：流動(dòng)鑲嵌模型

二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、生物膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)2、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。3、蛋白質(zhì)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(gè)磷脂雙分子層。4、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都不是靜止不動(dòng)的,而是具有一定的流動(dòng)性。7.新技術(shù)帶來新模型（二）資料7：二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容391、在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示?思考2、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否已完美無缺？說說你的看法。生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型不可能完美無缺。人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無止境，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)膜的研究將更加細(xì)致入微，對(duì)膜結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)將能更完善地解釋細(xì)胞膜的各種功能，不斷完善和發(fā)展流動(dòng)鑲嵌模型.1.科學(xué)研究的艱辛歷程;2.告訴我們建立模型的一般方法;3.實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)科學(xué)發(fā)展;4.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；5.科學(xué)理論是在不斷修正中完善的。1、在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示?思考2、40多種物質(zhì)對(duì)膜通透性實(shí)驗(yàn)對(duì)紅細(xì)胞膜化學(xué)分析紅細(xì)胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面積的兩倍電鏡下膜呈“暗—亮—暗”三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)人、鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜是由脂質(zhì)組成的膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)膜具流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型1972，桑格和尼克森1970年1959年，羅伯特森1925年，兩位荷蘭科學(xué)家