生物膜的流動鑲嵌模型詳解演示文稿

第節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型詳解演示文稿當(dāng)前第1頁\共有32頁\編于星期四\19點優(yōu)選第節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型當(dāng)前第2頁\共有32頁\編于星期四\19點從生理功能入手的科學(xué)探究19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性實驗不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜從實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？膜是由脂質(zhì)組成一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程當(dāng)前第3頁\共有32頁\編于星期四\19點20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：實驗證據(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：當(dāng)前第4頁\共有32頁\編于星期四\19點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。想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？親水“頭部”疏水“尾部“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。當(dāng)前第5頁\共有32頁\編于星期四\19點實驗證據(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當(dāng)前第6頁\共有32頁\編于星期四\19點蛋白質(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：當(dāng)前第7頁\共有32頁\編于星期四\19點透射電子顯微鏡（REM）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。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)三明治模型當(dāng)前第8頁\共有32頁\編于星期四\19點變形蟲的變形運動變形蟲在吞噬草履蟲三明治模型無法解釋的現(xiàn)象當(dāng)前第9頁\共有32頁\編于星期四\19點新技術(shù)帶來新模型蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的科學(xué)家關(guān)于蛋白在細(xì)胞膜上存在的三種方式的概括：在膜表面嵌在膜中穿透膜當(dāng)前第10頁\共有32頁\編于星期四\19點小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗時間：1970年人物：費雷和埃迪登等實驗：將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合當(dāng)前第11頁\共有32頁\編于星期四\19點1）、推翻靜止模型的觀點細(xì)胞膜具有流動性2）、提出新的細(xì)胞膜模型流動鑲嵌模型當(dāng)前第12頁\共有32頁\編于星期四\19點1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了流動鑲嵌模型。當(dāng)前第13頁\共有32頁\編于星期四\19點1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。（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)）二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容當(dāng)前第14頁\共有32頁\編于星期四\19點2、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，有的橫跨整個磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）當(dāng)前第15頁\共有32頁\編于星期四\19點4、大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。（也體現(xiàn)了膜的流動性）5、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。（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）3、磷脂分子是可以運動的，具有流動性。（其分子的運動有多種形式）當(dāng)前第16頁\共有32頁\編于星期四\19點生物膜的組成及特點：

1、化學(xué)組成：膜主要由

構(gòu)成，其基本支架是

。2、結(jié)構(gòu)特點：組成膜的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)具

，蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上分布是

。3、功能特點：生物膜是一種

膜。這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子可以通過，而其他則不能通過。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)磷脂雙分子層流動性不對稱的選擇透過性當(dāng)前第17頁\共有32頁\編于星期四\19點O2、CO2、苯、N2水、甘油乙醇葡萄糖氨基酸核苷酸H+、K+Na+、Ga2+Mg2+、HCO3ˉO2、CO2、N2、苯水、甘油乙醇、葡萄糖氨基酸核苷酸H+、K+Na+、Ga2+Mg2+、HCO3ˉ細(xì)胞膜主要成分：磷脂和蛋白質(zhì)成分：磷脂脂雙層膜當(dāng)前第18頁\共有32頁\編于星期四\19點問題探討：P701、從圖上可以看出，氧氣、二氧化碳、氮氣、苯（脂溶性的）等小分子很容易通過合成的脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較小的有機(jī)分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。2、葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖。3、通過此圖還可以聯(lián)想得出，細(xì)胞需要的離子是否也通過細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)來運輸?shù)葐栴}。小腸上皮細(xì)胞上有能轉(zhuǎn)運葡萄糖的蛋白質(zhì)。推測：當(dāng)前第19頁\共有32頁\編于星期四\19點——物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散

一：被動運輸

提出問題：被動運輸中的擴(kuò)散和物理上的擴(kuò)散是否相似？自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散有什么異同？3為什么自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散被統(tǒng)稱為被動運輸？共同點：都是順濃度梯度進(jìn)行的,不需要消耗能量不同點：前者不需要載體蛋白的協(xié)助，后者必須載體蛋白的協(xié)助才能實現(xiàn)因為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是順濃度梯度進(jìn)行的不需要消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。相似,物質(zhì)均為順濃度梯度的運輸類型：自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散兩種當(dāng)前第20頁\共有32頁\編于星期四\19點物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?、自由擴(kuò)散2、協(xié)助擴(kuò)散ab運輸速度物質(zhì)濃度自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散當(dāng)前第21頁\共有32頁\編于星期四\19點麗藻細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比人紅細(xì)胞中鉀離子的濃度比血漿高30倍；鈉離子的濃度只有血漿的1／6；甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘的濃度比血液高20—25倍。資料：當(dāng)前第22頁\共有32頁\編于星期四\19點從低濃度到高濃度；需要載體蛋白的協(xié)助；需要能量（ATP)。二：主動運輸——物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞的運輸如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等離子通過細(xì)胞膜；葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細(xì)胞。當(dāng)前第23頁\共有32頁\編于星期四\19點第4節(jié)——物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞轿镔|(zhì)運輸?shù)姆较?。?xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度。被運輸物質(zhì)的特點。細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)當(dāng)前第24頁\共有32頁\編于星期四\19點問題討論：1主動運輸與被動運輸?shù)膮^(qū)別是什么？2你認(rèn)為以上哪種方式對于活細(xì)胞完成各項生命活動最重要，為什么？主動運輸：逆濃度梯度運輸，要消耗能量被動運輸：順濃度梯度運輸，不要消耗能量主動運輸當(dāng)前第25頁\共有32頁\編于星期四\19點主動運輸?shù)囊饬x：保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。主動運輸普遍存在于動植物和微生物細(xì)胞中。當(dāng)前第26頁\共有32頁\編于星期四\19點運輸方式比較項目被動運輸主動運輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運輸方向是否需要載體蛋白是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量代表例子物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞奖容^順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗氧氣、水、二氧化碳等通過細(xì)胞膜葡萄糖通過紅細(xì)胞膜葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細(xì)胞膜；離子通過細(xì)胞膜當(dāng)前第27頁\共有32頁\編于星期四\19點影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?物質(zhì)濃度氧氣濃度溫度自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動運輸物質(zhì)濃度運輸速率運輸速率物質(zhì)濃度氧氣濃度氧氣濃度運輸速率自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散運輸速率當(dāng)前第28頁\共有32頁\編于星期四\19點大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)附著在細(xì)胞膜上，由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，這些物質(zhì)就被包入小囊內(nèi)，然后，小囊從細(xì)胞膜上脫離下來形成小囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫做胞吞。如人體內(nèi)白細(xì)胞的吞噬作用有些物質(zhì)在細(xì)胞膜內(nèi)被一層膜所包圍，形成小囊泡，囊泡膜與細(xì)胞膜融合在一起，小囊泡逐漸移到細(xì)胞表面，并且向細(xì)胞外張開，使內(nèi)涵物質(zhì)排出細(xì)胞外，這種現(xiàn)象叫做胞吐。如分泌性蛋白的合成和運輸過程大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式胞吞：胞吐：當(dāng)前第29頁\共有32頁\編于星期四\19點人體的白細(xì)胞能吞噬入侵的細(xì)菌、細(xì)胞碎片及衰老的紅細(xì)胞，這是細(xì)胞的什么作用？對于人體有什么意義？胞吞胞吐當(dāng)前第30頁\共有32頁\編于星期四\19點協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑ㄐ》肿雍碗x子）主動運輸

大分子物質(zhì)胞吞

胞吐消耗能量順