生物膜流動鑲嵌模型

生物膜流動鑲嵌模型研修班2

知識目標(biāo)1.簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。2.探討在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗技術(shù)的進(jìn)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(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。情感、態(tài)度與價值觀1.使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點(diǎn)2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懴胂竽芰?.認(rèn)識到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)，樹立辨證的科學(xué)觀嘗試提出問題，作出假設(shè)教學(xué)目標(biāo)生物膜流動鑲嵌模型問題探討塑料袋普通布彈力布其他……根據(jù)結(jié)構(gòu)跟功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？生物膜流動鑲嵌模型研修班4自主預(yù)習(xí)核查1.對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程:(1)脂質(zhì)脂質(zhì)(2)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)(3)2連續(xù)的兩層(4)暗-亮-暗蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)靜態(tài)(5)熒光流動性(6)流動鑲嵌2.流動鑲嵌模型基本內(nèi)容(1)磷脂雙分子層流動(2)表面嵌入貫穿大多數(shù)(3)外側(cè)蛋白質(zhì)糖類糖蛋白

識別保護(hù)潤滑(4)糖類

脂質(zhì)糖脂生物膜流動鑲嵌模型從生理功能入手的科學(xué)研究19世紀(jì)末，歐文頓（）利用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性實(shí)驗不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜從實(shí)驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？思考與討論:最初認(rèn)識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對實(shí)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(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質(zhì)組成的。最初依據(jù)實(shí)驗現(xiàn)象和有關(guān)知識，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出設(shè)想，是一種常見的科學(xué)方法。假說還需要通過實(shí)驗觀察來證實(shí)。提出假說生物膜流動鑲嵌模型研修班6

實(shí)驗：科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細(xì)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(zhì)的分解）實(shí)驗現(xiàn)象：細(xì)胞膜被破壞得出結(jié)論：……

資料2.其他科學(xué)家的實(shí)驗生物膜流動鑲嵌模型20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的成熟的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：實(shí)驗證據(jù)從生理功能入手的科學(xué)探究膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？問題：生物膜流動鑲嵌模型單位膜模型的提出小資料磷脂是組成細(xì)胞的主要脂質(zhì)，是一種由甘油、脂肪酸、和磷酸等所組成的分子。它有一個親水磷酸“頭”部，和一個疏水的脂肪酸的“尾”部。思考與討論：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”水空氣親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層。疏水“尾部”生物膜流動鑲嵌模型單位膜模型的提出思考與討論：細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)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(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測生物膜流動鑲嵌模型單位膜模型的提出實(shí)驗證據(jù)

1925年Gorter和Grendel用丙酮（一種有機(jī)溶劑）從一定數(shù)量的紅細(xì)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(xì)胞表面積的2倍脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層GORTER脂單分子層=2×生物膜流動鑲嵌模型單位膜模型的提出蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？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：生物膜流動鑲嵌模型透射電子顯微鏡（REM）單位膜模型的提出蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型1959年，羅伯特森（J.D.Robertson）用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。實(shí)驗證據(jù)蛋白質(zhì)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。生物膜流動鑲嵌模型研修班13

靜態(tài)的“蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能呢?質(zhì)疑生物膜流動鑲嵌模型單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象生物膜流動鑲嵌模型研修班15

標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面?？茖W(xué)家關(guān)于蛋白質(zhì)在細(xì)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(zhì)在膜中的分布是不對稱的冰凍蝕刻電子顯微法新技術(shù)帶來新模型生物膜流動鑲嵌模型新技術(shù)帶來新模型

用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記技術(shù)37℃下40min后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明什么？膜上的蛋白質(zhì)具有流動性問題：生物膜流動鑲嵌模型新技術(shù)帶來新模型①側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動；②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；③擺動運(yùn)動小資料磷脂分子的運(yùn)動細(xì)胞膜具有流動性生物膜流動鑲嵌模型研修班18想一想:根據(jù)今天所獲得的信息，你能否構(gòu)建一個細(xì)胞膜模型？畫一畫:細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型簡圖生物膜流動鑲嵌模型新技術(shù)帶來新模型在新的觀察和實(shí)驗證據(jù)的基礎(chǔ)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。流動鑲嵌模型生物膜流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型基本內(nèi)容的總結(jié):(1)磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架，磷脂雙分子層具有流動性。(2)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，有的橫跨整個磷脂雙分子層。(3)大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的。(4)在細(xì)胞膜的外表有一層糖蛋白，叫糖被。與細(xì)胞識別、信息交流有關(guān)。生物膜流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？？？？生物膜流動鑲嵌模型技術(shù)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，人類對自然界的認(rèn)識永無止境，對膜的研究將更加細(xì)致入微……一定讓你對膜有了新的認(rèn)識……新技術(shù)帶來新模型生物膜流動鑲嵌模型

2003年度諾貝爾化學(xué)獎授予兩名研究細(xì)胞膜的美國科學(xué)家阿格雷和麥金農(nóng)。以表彰他們在細(xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ婪矫嫠龅呢暙I(xiàn)。

不斷完善和發(fā)展的流動鑲嵌模型生物膜流動鑲嵌模型小結(jié)：概念圖基本支架