人教版教學(xué)課件42生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型(1)課件

根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，以下三種材料哪種更適合做細(xì)胞膜？塑料袋？普通布？彈力布？膜的研究是當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的重要課題之一。------引自汪堃仁院士等主編的《細(xì)胞生物學(xué)》第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間科學(xué)家科學(xué)實(shí)驗(yàn)假說(shuō)19世紀(jì)末歐文頓用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)，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜膜是由脂質(zhì)組成的1925年兩位荷蘭科學(xué)家從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，面積是細(xì)胞膜的兩倍細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)的兩層1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成生物膜為蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1970年弗雷和埃迪登分別用綠色和紅色熒光染料標(biāo)記兩種細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)，并將兩細(xì)胞融合，發(fā)現(xiàn)熒光均勻細(xì)胞膜具有流動(dòng)性1972年桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上提出流動(dòng)鑲嵌模型●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜資料1.歐文頓的實(shí)驗(yàn)●●●●●●●●1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，提出了什么假說(shuō)？假說(shuō)：膜是由脂質(zhì)構(gòu)成的。

對(duì)現(xiàn)象的推理分析。有必要，通過(guò)鑒定能更準(zhǔn)確地說(shuō)明問(wèn)題。3、歐文頓的推論是否正確呢？細(xì)胞膜除了脂質(zhì)外，還有沒(méi)有其他成分呢？2、最初對(duì)細(xì)胞膜的認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過(guò)對(duì)膜成分的提取與分離？在得到結(jié)論之后還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？相似相溶時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家對(duì)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞膜進(jìn)行了化學(xué)成分分析化學(xué)分析表明：紅細(xì)胞的細(xì)胞膜資料2膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)資料3.朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1917年實(shí)驗(yàn)：朗姆瓦（Langmuir）將磷脂溶于苯和水中，當(dāng)苯揮發(fā)完以后，磷脂分子在空氣與水的界面上分布散亂，經(jīng)過(guò)推擠排列成了單層，而且每個(gè)磷脂分子的頭部浸入水中，尾部浮于水面。B：根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，展開(kāi)你的想像力，嘗試構(gòu)建磷脂分子在水—空氣界面中的模型A：磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。膽堿磷酸甘油脂肪酸頭部：親水尾部：疏水

活動(dòng)主題一：請(qǐng)根據(jù)朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)構(gòu)建磷脂分子在空氣與水界面上分布的模型磷脂分子的特點(diǎn)：“頭”部具親水性，“尾”部具疏水性磷脂分子排列為單分子層空氣水時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家戈特E.Gorter和格倫德F.Grendel實(shí)驗(yàn)：用丙酮（一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣－水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積約為紅細(xì)胞表面積的2倍結(jié)論：

資料4.荷蘭科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)細(xì)胞膜中的脂質(zhì)（磷脂）分子排列為連續(xù)的雙分子層活動(dòng)主題二:根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論構(gòu)建細(xì)胞膜中磷脂分子的排布模型時(shí)間：1959年實(shí)驗(yàn)：羅伯特森用電鏡了觀察到了清晰的細(xì)胞膜照片，看到了暗－亮－暗的三層結(jié)構(gòu)。結(jié)論：資料5.羅伯特森的實(shí)驗(yàn)注：蛋白質(zhì)電子密度高顯黑色發(fā)暗，磷脂分子的電子密度低發(fā)亮。生物膜為蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)三層統(tǒng)一的靜態(tài)結(jié)構(gòu)

活動(dòng)主題三：請(qǐng)根據(jù)羅伯特森觀察的結(jié)果構(gòu)建蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層中排布方式的模型（“三明治”模型）單位膜模型羅伯特森觀點(diǎn)：①蛋白質(zhì)分子都鑲在磷脂雙分子層的兩側(cè)，所有膜厚度相同②蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都是靜止不動(dòng)的單位膜模型無(wú)法解釋的現(xiàn)象冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察的蛋白質(zhì)分布模型資料6：冰凍蝕刻電子顯微法

標(biāo)本用干冰（液氮）冰凍后用冷刀斷開(kāi)，升溫后暴露斷裂面蛋白質(zhì)

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在磷脂雙分子層中鑲在貫穿嵌入小鼠肝細(xì)胞膜冰凍蝕刻的電鏡照片蛋白質(zhì)

活動(dòng)主題四：請(qǐng)根據(jù)蛋白質(zhì)的三種存在形式構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型

時(shí)間：1970年實(shí)驗(yàn)：弗雷和埃迪登(Frye和Edidin)將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白分別用紅、綠熒光標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種顏色的熒光均勻分布。資料7.人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)）結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性資料8.流動(dòng)鑲嵌模型時(shí)間：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(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容:1、生物膜的組成：2、生物膜的基本骨架：3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）。有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性。流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的）（糖被與保護(hù)和潤(rùn)滑、細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系。）細(xì)胞內(nèi)的生物膜沒(méi)有糖蛋白。1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？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?3.分析生物膜模型的建立過(guò)程中，結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)是如何體現(xiàn)的？

流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍認(rèn)同的，但它無(wú)法完美地回答生物膜的所有功能。所以后來(lái)不斷提出一些新的模型，如Wallach于1975年提出晶格鑲嵌模型；Jain和White于1977年提出板塊鑲嵌模型等。迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達(dá)幾十種之多。生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是趨向一致的，其要點(diǎn)和特點(diǎn)基本相同，主要包括膜的分子組成和結(jié)構(gòu)特征。思考2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美國(guó)科學(xué)家，這是自1991年來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果

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科學(xué)無(wú)止境皮特·阿格雷羅德里克·麥金農(nóng)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)锳細(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)分子第一關(guān)A不要灰心，再來(lái)一次！CDB不要灰心，再來(lái)一次！不要灰心，再來(lái)一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！知識(shí)闖關(guān)細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型與蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型的最大的不同是流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有透過(guò)性流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有選擇性蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性第二關(guān)BACD不要灰心，再來(lái)一次！不要灰心，再來(lái)一次！不要灰心，再來(lái)一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！變形蟲(chóng)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)性第三關(guān)A不要灰心，再來(lái)一次！BDC不要灰心，再來(lái)一次！不要灰心，再來(lái)一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！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核酸第四關(guān)B不要灰心，再來(lái)一次！ADC不要灰心，再來(lái)一次！不要灰心，再來(lái)一次！恭喜你，答對(duì)了！再接再厲！下列物質(zhì)中，不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是A維生素D和性激素B水和尿素C