生物膜的流动镶嵌模型优质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

看看我们做模型看看我们做模型看看我们做模型看看我们做模型第1页生物膜结构到底是怎样呢？生物膜结构到底是怎样呢？生物膜结构到底是怎样呢？生物膜结构到底是怎样呢？选什么材料选什么材料选什么材料选什么材料做细胞膜呢？做细胞膜呢？做细胞膜呢？做细胞膜呢？第2页 高中生物必修一高中生物必修一第四章第四章 细胞物质输入和输出细胞物质输入和输出第第2 2节节 生物膜流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型第3页第4页欧文顿 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 奈利用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 探究历程探究历程第5页对生物膜组分探索对生物膜组分探索Year18951895年年欧文顿（欧文顿（E.OvertonE.Overton）试验）试验细胞膜细胞膜E.OvertonE.Overton假说：假说：膜是由膜是由脂质脂质组成。组成。非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质小资料小资料相同相溶相同相溶原理：原理：通通俗讲，俗讲，即分子结即分子结构越相同构越相同物质，物质，越是轻易越是轻易 相互溶解。相互溶解。探究历程探究历程第6页欧文顿 提出膜由脂质组成科学家经过化学方法分析膜主要成份 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 20世纪初世纪初 奈利用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 探究历程探究历程第7页对生物膜组分探索对生物膜组分探索 科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞中分离科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞中分离出来。出来。红细胞细胞膜红细胞细胞膜红细胞细胞膜红细胞细胞膜化学分析表明：化学分析表明：膜主要成份是脂质膜主要成份是脂质(主要是主要是 磷脂磷脂)和和蛋白质。蛋白质。探究历程探究历程Year2020世纪初世纪初第8页欧文顿欧文顿 提出提出膜由脂质组成膜由脂质组成科学家经过化学分科学家经过化学分析：膜主要成份是析：膜主要成份是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 1919世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 2020世纪初世纪初 奈利用探针刺向奈利用探针刺向细胞证实细胞表细胞证实细胞表面有一层膜面有一层膜 探究历程探究历程 朗姆瓦朗姆瓦19 第9页 探究历程探究历程Year19对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索美国科学家美国科学家朗姆瓦朗姆瓦 指出磷脂分子头部是指出磷脂分子头部是亲水亲水，尾部，尾部是是疏水疏水。CHCHCHCH2 2CHCH2 2OOC=OC=OCH-CH2CH-CH2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2C=OC=OCHCH2 2OOCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2=CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2NN+（CH CH）3 33 3OOOOO=PO=POO甘油甘油脂肪酸脂肪酸尾部尾部尾部尾部头部头部头部头部(亲水亲水)(疏水疏水)磷酸磷酸第10页 自主探究自主探究Year19对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索活动一：请依据活动一：请依据磷脂分子特点，磷脂分子特点，建构磷建构磷脂分子在空气脂分子在空气水界面分布模型。水界面分布模型。水水空气空气第11页 自主探究自主探究Year19对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索活动二：请活动二：请依据组织细胞生活环境，构依据组织细胞生活环境，构建磷脂分子在细胞膜中排布模型建磷脂分子在细胞膜中排布模型。膜外（水溶液）膜外（水溶液）膜内（水溶液）膜内（水溶液）第12页 自主探究自主探究Year19对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索提出假说：提出假说：磷脂分子在细胞膜中排列为双分子层磷脂分子在细胞膜中排列为双分子层 膜外（水溶液）膜外（水溶液）膜内（水溶液）膜内（水溶液）第13页欧文顿 提出膜由脂质组成科学家经过化学分析：膜主要成份是脂质和蛋白质 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 20世纪初世纪初 奈利用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 探究历程探究历程朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水19 荷兰科学家19251925年年 第14页 探究历程探究历程Year对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索荷兰科学家荷兰科学家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel用用丙酮从丙酮从红细胞红细胞中提取脂质，在空气中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积恰为红细胞表面积子层面积恰为红细胞表面积2 2倍倍结论：结论：细胞膜中脂质分子必定排列为连续两层！细胞膜中脂质分子必定排列为连续两层！19251925年年第15页 自主探究自主探究Year对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索活动三：展开你想像力，尝试构建蛋白质活动三：展开你想像力，尝试构建蛋白质分子在磷脂双分子层中排布模型分子在磷脂双分子层中排布模型。19251925年年磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子第16页 探究历程探究历程欧文顿 提出膜由脂质组成科学家经过化学分析：膜主要成份是脂质和蛋白质 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 20世纪初世纪初 奈利用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水19 两位荷兰科学家提两位荷兰科学家提出：脂质分子排列出：脂质分子排列为两层为两层 19251925年年 罗伯特森罗伯特森19591959年年 第17页Year19591959年年对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索两层暗两层暗一层亮一层亮小资料小资料(关于电镜成像关于电镜成像)电子束照射大分电子束照射大分子物质散射度高，子物质散射度高，黑暗；照射小分黑暗；照射小分子物质，散射度子物质，散射度低，光亮。低，光亮。探究历程探究历程 罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）在电镜下看到）在电镜下看到细胞膜清楚暗细胞膜清楚暗亮亮暗三层结构。暗三层结构。第18页Year19591959年年 罗伯特森（罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）在电镜下看到）在电镜下看到细胞膜清楚暗细胞膜清楚暗亮亮暗三层结构。暗三层结构。对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索 结论：结论：生物膜是由生物膜是由“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”组成三层组成三层静态统一静态统一结构结构（单位膜模型）。（单位膜模型）。“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层统一结构模式图三层统一结构模式图 探究历程探究历程第19页 探究历程探究历程欧文顿 提出膜由脂质组成科学家经过化学分析：膜主要成份是脂质和蛋白质 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 20世纪初世纪初 奈利用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 朗姆瓦提出磷脂头部亲水，尾部疏水19 两位荷兰科学家提两位荷兰科学家提出：脂质分子排列出：脂质分子排列为两层为两层 19251925年年 罗伯特森罗伯特森 提出膜提出膜三层静态统一结构三层静态统一结构19591959年年 利用冰冻蚀刻电利用冰冻蚀刻电子显微法观察细子显微法观察细胞膜胞膜2020世纪世纪6060年代年代 第20页 探究历程探究历程Year2020世纪世纪6060年代年代冰冻蚀刻电子显微法：冰冻蚀刻电子显微法：将标本用干冰（或液氮）冰将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面冻后断开，升温后暴露断裂面,在在电镜下观察到电镜下观察到蛋蛋白质白质分布模型以下：分布模型以下：对生物膜分子排布探索对生物膜分子排布探索蛋白质蛋白质 、在磷脂双分子层中。在磷脂双分子层中。镶在镶在嵌入嵌入贯通贯通第21页 探究历程探究历程欧文顿 提出膜由脂质组成科学家经过化学分析：膜主要成份是脂质和蛋白质 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 20世纪初世纪初 奈利 用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 朗姆瓦 提出磷脂头部亲水，尾部疏水19 两位荷兰科学家提出：两位荷兰科学家提出：脂质分子排列为两层脂质分子排列为两层 19251925年年 罗伯特森罗伯特森 提出膜三提出膜三层静态统一结构层静态统一结构19591959年年 利用冰冻蚀刻电子利用冰冻蚀刻电子显微法观察细胞膜显微法观察细胞膜2020世纪世纪6060年代年代 弗雷和埃迪登进行弗雷和埃迪登进行人鼠细胞融合试验人鼠细胞融合试验19701970年年第22页 探究历程探究历程Year19701970年年对生物膜结构特点探究对生物膜结构特点探究弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登(Frye(Frye 和和 Edidin Edidin):):诱导融合40分钟后370C荧光标识 膜蛋白鼠细胞鼠细胞人细胞人细胞结论结论:细胞膜上蛋白质是能够运动。细胞膜上蛋白质是能够运动。人鼠细胞融合试验人鼠细胞融合试验生物膜含有流动性生物膜含有流动性第23页 探究历程探究历程欧文顿 提出膜由脂质组成科学家经过化学分析：膜主要成份是脂质和蛋白质 19世纪中世纪中 1919世纪末世纪末 20世纪初世纪初 奈利 用探针刺向细胞证实细胞表面有一层膜 朗姆瓦 提出磷脂头部亲水，尾部疏水19 两位荷兰科学家提出：两位荷兰科学家提出：脂质分子排列为两层脂质分子排列为两层 19251925年年 罗伯特森罗伯特森 提出膜三提出膜三层静态统一结构层静态统一结构19591959年年 利用冰冻蚀刻电子利用冰冻蚀刻电子显微法观察细胞膜显微法观察细胞膜2020世纪世纪6060年代年代 弗雷和埃迪登进行弗雷和埃迪登进行人鼠细胞融合试验人鼠细胞融合试验19701970年年 桑格和尼克森提桑格和尼克森提 出了新模型出了新模型19721972年年第24页 探究历程探究历程Year19721972年年流动镶嵌模型诞生流动镶嵌模型诞生桑格桑格和和尼克森尼克森在继承创新中提出了流动镶嵌模型在继承创新中提出了流动镶嵌模型 S.J.SingerG.Nicolson第25页 探究历程探究历程Year19721972年年流动镶嵌模型诞生流动镶嵌模型诞生第26页 探究历程探究历程Year19721972年年流动镶嵌模型基本内容流动镶嵌模型基本内容有保护和润滑作用，还与细胞有保护和润滑作用，还与细胞膜表面识别有亲密关系膜表面识别有亲密关系第27页 思索讨论思索讨论Year 1、分析在生物膜模型建立和完善过、分析在生物膜模型建立和完善过程，你受到哪些启示？程，你受到哪些启示？2、生物膜流动镶嵌模型是否已、生物膜流动镶嵌模型是否已 经完美无缺？经完美无缺？19751975年年19751975年，年，WallachWallach提出晶格镶嵌模型。提出晶格镶嵌模型。19771977年，年，JainJain和和WhitWhit提出板块镶嵌模型。提出板块镶嵌模型。19771977年年问题探讨问题探讨第28页 新征程新征程诺贝尔诺贝尔化学奖化学奖生物膜研究新进展生物膜研究新进展生物膜研究新进展生物膜研究新进展 诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白美国科学家Roderick MacKinnon和Peter Agre。皮特皮特阿格雷阿格雷 罗德里克罗德里克麦金农麦金农第29页人类对自然界认识人类对自然界认识永无止境永无止境，伴，伴随随技术技术不停不停创新和改进创新和改进，人们对，人们对膜膜研研究必将究必将愈加细致入微愈加细致入微 新征程新征程第30页 立体模型立体模型制作细胞膜立体制作细胞膜立体模型有没有更加模型有没有更加好设计方法和更好设计方法和更适当试验材料。适当试验材料。请尝试一下。请尝试一下。第31页 展望前景展望前景 请查阅相关资料，展开想象翅膀，试写一篇小请查阅相关资料，展开想象翅膀，试写一篇小文章文章,介绍生物膜研究结果，展望其应用前景。介绍生物膜研究结果，展望其应用前景。生生 物物 谷谷 http:/ http:/谷歌学术谷歌学术 http:/scholar.http:/scholar.谷歌谷歌中国知网中国知网 http:/ http:/ 参考网站参考网站 生生 物物 通通 http:/ http:/第32页