生物學①必修4.2《生物膜的流動鑲嵌模型》

1、.,生物膜的流動鑲嵌模型,.,一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程,.,時間： 人物： 實驗： 結(jié)論：,資料一,膜是由脂質(zhì)組成的.,19世紀末 1895年,歐文頓（e.overton）,用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透 性實驗，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細胞膜。,.,2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進行 提取、分離和鑒定嗎？,有必要，通過鑒定能更準確地說明問題,3.那為什么一開始不直接對膜的成分進行提取、分離 和鑒定呢？,當時的技術不能實現(xiàn),1.最初認識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對 現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？,從生理功能上入手，通過對現(xiàn)象的推理分析的。,.,膽 堿,磷酸

2、基,甘 油,脂肪酸,磷脂是一種由甘油，膽堿，脂肪酸和磷酸所組成的分子.,.,單層磷脂分子在空氣水界面上 是如何排布的呢？,.,時間： 人物： 實驗： 結(jié)論：,資料二,細胞膜中的磷脂是雙層的,1925年,荷蘭科學家gorter和grendel,從細胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面 積是細胞膜的2倍,.,雙層磷脂分子是如何排布構(gòu)成生物膜結(jié)構(gòu)的呢？,a,b,c,.,小資料,科學家在實驗中發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)能夠優(yōu)先通過生物膜，并且生物膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶溶解。,這些事實說明了什么？,.,20世紀初,科學家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來,化學分析表明:膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白

3、質(zhì).,.,時間： 人物： 實驗： 提出模型：,資料三,思考,“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？,把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜 功能的多樣性相矛盾。,1959年,羅伯特森（j.d.robertsen）,在電鏡下看到細胞膜由“暗-亮-暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。,生物膜是由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)” 的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu),.,能不能舉一些例子來說明生物膜不是靜態(tài)的？,.,返回,.,白細胞吞噬病毒的過程,.,時間： 人物： 實驗：,資料四,1970年,larry frye等,將人和鼠的細胞膜用不同的熒光染料標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞一半發(fā)紅光、另一半發(fā)綠光.,.,.,時間： 人物： 實驗：

4、結(jié)論：,資料四,1970年,larry frye等,將人和鼠的細胞膜用不同的熒光染料標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞一半發(fā)紅光、另一半發(fā)綠光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光染料均勻分布,細胞膜具有流動性,.,熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖,.,時間： 人物： 提出：,1972年,桑格和尼克森,流動鑲嵌模型,.,流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：,1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。,2、蛋白質(zhì)分子或鑲嵌，或全部，部分嵌入，或橫跨磷脂雙分子層。,3、生物膜具有一定的流動性。,4、細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。,5、除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成

5、的糖脂。,.,磷脂內(nèi)外兩層所含的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不同,呈現(xiàn)了膜的不對稱性; 糖類在細胞膜中的分布很少,并且與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈現(xiàn)了膜的不對稱性.,因此,根據(jù)糖蛋白的分布,可以判斷細 胞膜的內(nèi)外側(cè)。,膜的不對稱性,.,1.生物膜的流動鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？,生物膜的流動鑲嵌模型不可能完美無缺。,2.縱觀整個人們建立生物膜模型的探索過程，實驗技 術的進步所起到怎樣的作用？,實驗技術的進步起到了關鍵性的推動作用。,思考,.,3.分析生物膜模型的建立和完善過程，你受到哪些啟示？,科學發(fā)現(xiàn)是很多位科學家共同參與，共同努力的結(jié)果。 科學研究的過程離不開技術的支持。

6、 科學研究需要理性思維和實驗結(jié)合，需要在實驗和觀察的基礎上，通過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出假說，再通過實驗進一步地去驗證。 科學研究的過程是一個不斷開拓，繼承，修正和發(fā)展的過程。 科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證，科學學說不是一成不變的，需要不斷完善。,下一頁,.,.,電子顯微鏡是用電子束來照射被檢驗樣品。由于樣品不同部位本身組成物質(zhì)的不同,比如（27：25）本身碳、 氫、氧、 氮、 磷、這種形成化學鍵的電子排布不同，而電子與蛋白質(zhì)和磷脂不同的原子發(fā)生碰撞，對電子有不同散射度，蛋白質(zhì)電子密度高,顯得灰暗，磷脂分子的電子密度低，光亮。,小資料,.,六、復習小結(jié)：,對生物膜結(jié)構(gòu)的探索

7、歷程：,1、19世紀末，歐文頓提出：膜由 組成； 2、20世紀初，化學分析得出：膜的成分是 和 ； 3、1925年，荷蘭科學家得出：脂質(zhì)分子是 的； 4、1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出： 的三分層結(jié)構(gòu)； 5、1970年，用熒光標記技術證明：膜具有 性； 6、1972年，桑格和尼克森提出： 模型。,.,流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：,1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。,2、蛋白質(zhì)分子或鑲嵌，或全部，部分嵌入，或橫跨磷脂雙分子層。,3、生物膜具有一定的流動性。,4、細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。,5、除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的糖脂。,

8、.,你能不能用一個平面簡圖來表示生物膜的流動鑲嵌模型？,.,.,1、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)先通過細胞膜，這是因為（ ） a 細胞膜具有一定流動性 b 細胞膜是選擇透過性 c 細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架 d 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子,課堂反饋,c,.,2、異體器官的移植手術往往很難成功。最大的障礙就是 異體細胞間的排斥，這主要是由于細胞膜具有識別作用。這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎是（ ） a細胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 b細胞膜表面有糖蛋白 c細胞膜具有一定的流動性 d細胞膜具有選擇透過性,b,.,3、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（ ） a 保護作用 b 一定的流動性 c 主動運輸 d 選擇透過性,b,4、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和 血型決定有著密切關系的化學物質(zhì)是（ ） a 糖蛋白 b 磷脂 c 脂肪 d 核酸,a,.,5、一分子co2從葉肉細