高中生物 4.2 生物膜的流動鑲嵌模型課件 新人教版必修1.ppt

第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型 儋州市第一中學(xué)符哲 一 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 時間 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)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的 凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì) 比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)一 不溶于脂質(zhì)的物質(zhì) 溶于脂質(zhì)的物質(zhì) 細(xì)胞膜 提出假說 膜是由脂質(zhì)組成的 2 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 有必要 通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題 3 那為什么一開始不直接對膜的成分進(jìn)行提取 分離和鑒定呢 當(dāng)時的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn) 1 最初認(rèn)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 實(shí)驗(yàn) 采用哺乳動物的紅細(xì)胞 經(jīng)過特殊處理使細(xì)胞發(fā)生溶血現(xiàn)象 一些物質(zhì)溶出 再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)洗掉 即可得到純凈的細(xì)胞膜 又稱血影 化學(xué)分析表明 膜的成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 時間 20世紀(jì)初 實(shí)驗(yàn)二 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 時間 1925年人物 荷蘭科學(xué)家gorter和grendel實(shí)驗(yàn) 用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì) 在空氣 水界面上鋪成單層分子 發(fā)現(xiàn)展開層后的脂單層面積是紅細(xì)胞的表面積的2倍提出假說 實(shí)驗(yàn)三 細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的 水 空氣界面 時間 1959年人物 羅伯特森 j d robertsen 實(shí)驗(yàn) 在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗 亮 暗的三層結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)四 提出假說 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) 蛋白質(zhì) 脂質(zhì) 蛋白質(zhì) 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 時間 1970年人物 larryfrye等實(shí)驗(yàn) 將人和鼠的細(xì)胞表面膜蛋白分別用不同的熒光標(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 放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布提出假說 細(xì)胞膜具有流動性 實(shí)驗(yàn)五 舉例說明細(xì)胞膜具有流動性 變形蟲的變形運(yùn)動 植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離 動物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮 時間 1972年人物 桑格和尼克森提出 流動鑲嵌模型 糖蛋白 多糖 流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 1 膜的組成成分 主要是磷脂和蛋白質(zhì) 還有少量的糖類 2 膜的基本支架 磷脂雙分子層 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) 3 蛋白質(zhì)分子的位置 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 蛋白質(zhì)分子的位置 蛋白質(zhì) 4 生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 流動性 磷脂分子是可以運(yùn)動的 具有流動性 大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的 也體現(xiàn)了流動性 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 磷脂分子的運(yùn)動 側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 擺動運(yùn)動 伸縮震蕩運(yùn)動 翻轉(zhuǎn)運(yùn)動 旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動 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(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到怎樣的作用 實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動作用 思考 3 分析生物膜模型的建立過程 你受到什么啟示 答案 科學(xué)研究是要在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上 通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?提出假說 再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證假說 科學(xué)發(fā)展是一個長期的過程 涉及到許多科學(xué)家辛勤的工作 科學(xué)研究依賴于科學(xué)的進(jìn)步 科學(xué)進(jìn)步了 就可以得到更多的數(shù)據(jù) 科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理 還必須通過實(shí)踐驗(yàn)證 科學(xué)學(xué)說不是一成不變的 需要不斷完善 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 19世紀(jì)末 歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論 膜是由組成的 20世紀(jì)初 科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果 指出膜主要由 組成 1959年羅伯特森提出的 三明治 結(jié)構(gòu)模型 所有生物膜都由三層結(jié)構(gòu) 1970年 熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn) 指出細(xì)胞膜具有 1972年 桑格和提出了 脂質(zhì) 脂質(zhì)和 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 脂質(zhì) 蛋白質(zhì) 流動性 尼克森 流動鑲嵌模型 小結(jié) 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(xì)胞膜 這是因?yàn)?a細(xì)胞膜具有一定流動性b細(xì)胞膜是選擇透過性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 課堂練習(xí) 2 下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子 a細(xì)胞膜b核膜c線粒體膜c葉綠體膜 3 一分子co2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來 進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉綠體基質(zhì)內(nèi) 共穿過的生物膜層數(shù)是 a5b6c7d8 4 細(xì)胞膜上與細(xì)胞識別 免疫反應(yīng) 信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是 a糖蛋白b磷脂