生物膜的流动镶嵌模型-省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第4章：细胞物质输入和输出章：细胞物质输入和输出第二节第二节 生物膜流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型第1页1、生物膜流动镶嵌模型基本内容是什么？、生物膜流动镶嵌模型基本内容是什么？2、经过分析科学家建立生物膜模型过程，你、经过分析科学家建立生物膜模型过程，你对科学过程和方法有哪些领悟？对科学过程和方法有哪些领悟？本节聚焦本节聚焦第2页问题探讨问题探讨 在制作真核细胞三维模型活动中，某小组同学分别在制作真核细胞三维模型活动中，某小组同学分别在制作真核细胞三维模型活动中，某小组同学分别在制作真核细胞三维模型活动中，某小组同学分别用三种材料做细胞膜：塑料袋、普通布和弹力布。用三种材料做细胞膜：塑料袋、普通布和弹力布。用三种材料做细胞膜：塑料袋、普通布和弹力布。用三种材料做细胞膜：塑料袋、普通布和弹力布。讨论：讨论：依据结构与功效相适应观点分析，用哪种材料做细胞依据结构与功效相适应观点分析，用哪种材料做细胞膜，更适于表达细胞膜功效？膜，更适于表达细胞膜功效？生命系统边界生命系统边界生命系统边界生命系统边界 、控制物质进出、含有一定弹性控制物质进出、含有一定弹性控制物质进出、含有一定弹性控制物质进出、含有一定弹性第3页 18951895年年欧欧文文顿顿(Overton)(Overton)用用500500各各种种物物质质对对植植物物细细胞胞通通透透性性做做试试验验发发觉觉：凡凡是是脂脂溶溶性性物物质质轻轻易易透透过过细细胞胞膜膜，不不溶溶于于脂脂类物质透过细胞膜十分困难。类物质透过细胞膜十分困难。一、对生物膜结构探索历程一、对生物膜结构探索历程膜是由脂质组成膜是由脂质组成1、最初认识到细胞膜是由脂质组成，是经过对现象推理分、最初认识到细胞膜是由脂质组成，是经过对现象推理分析，还是经过对膜成份提取和判定？析，还是经过对膜成份提取和判定？2、在推理分析得出结论后，还有必要对膜成份进行提取、在推理分析得出结论后，还有必要对膜成份进行提取、分离和判定吗？分离和判定吗？思索与讨论思索与讨论资料资料1.1.非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质相同相溶相同相溶相同相溶相同相溶第4页 膜成份和结构初步说明，最初都是膜成份和结构初步说明，最初都是膜成份和结构初步说明，最初都是膜成份和结构初步说明，最初都是先依据试验现象和相先依据试验现象和相先依据试验现象和相先依据试验现象和相关知识，关知识，关知识，关知识，提出假说，而不是经过试验观察直接证实。提出假说，而不是经过试验观察直接证实。提出假说，而不是经过试验观察直接证实。提出假说，而不是经过试验观察直接证实。假说提假说提假说提假说提出要有试验和观察依据，同时还需要严谨推理和大胆想象。出要有试验和观察依据，同时还需要严谨推理和大胆想象。出要有试验和观察依据，同时还需要严谨推理和大胆想象。出要有试验和观察依据，同时还需要严谨推理和大胆想象。假说需要经过观察和试验深入验证和完善。假说需要经过观察和试验深入验证和完善。假说需要经过观察和试验深入验证和完善。假说需要经过观察和试验深入验证和完善。提出假说提出假说资资料料2.2.2020世世纪纪初初，科科学学家家们们第第一一次次将将细细胞胞膜膜从从哺哺乳乳动动物物 红红 细细 胞胞 中中 分分 离离 出出 来来，化化 学学 分分 析析 表表 明明，它它 们们 主主 要要 成成 份份 是是 。脂质和蛋白质脂质和蛋白质脂质和蛋白质是怎样形成膜呢？脂质和蛋白质是怎样形成膜呢？第5页资料资料3.3.19251925年，两位荷兰科学家年，两位荷兰科学家 用丙酮用丙酮(一个有机溶剂一个有机溶剂)提取红细胞膜中提取红细胞膜中脂类物质脂类物质，然后在水面将脂质物质铺成，然后在水面将脂质物质铺成单分单分子排列一层子排列一层，测得总面积恰好为，测得总面积恰好为红细胞表面红细胞表面积积2 2倍。倍。把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，重复冲洗后只留细胞膜（血影），把这些重复冲洗后只留细胞膜（血影），把这些破碎膜破碎膜展开铺在水面上，测定出红细胞表展开铺在水面上，测定出红细胞表面积面积。细胞膜由细胞膜由两层两层脂质分子组成，连续脂质分子组成，连续排列排列6第6页7两层脂质分子是怎样排两层脂质分子是怎样排列为两层呢？列为两层呢？第7页 研研研研究究究究发发发发觉觉觉觉，脂脂脂脂质质质质分分分分子子子子主主主主要要要要是是是是磷磷磷磷脂脂脂脂，它它它它是是是是怎怎怎怎样样样样排排排排列列列列成成成成单单单单分分分分子子子子层或双分子层呢？层或双分子层呢？层或双分子层呢？层或双分子层呢？这与它结构和状态相关。这与它结构和状态相关。这与它结构和状态相关。这与它结构和状态相关。亲水端亲水端疏水端疏水端易与水结合在一起易与水结合在一起2条长脂肪酸链组成，性条长脂肪酸链组成，性质像油，不能与水结合质像油，不能与水结合头部头部 尾部尾部磷脂分子磷脂分子磷酸磷酸脂肪酸脂肪酸8第8页连连续续两两层层排排列列膜中脂质分子排列为连续两层膜中脂质分子排列为连续两层膜中脂质分子排列为连续两层膜中脂质分子排列为连续两层第9页蛋白质位于脂双层什么位置呢？蛋白质位于脂双层什么位置呢？19591959年年罗伯特森罗伯特森在电镜下看到细胞膜以下结构：在电镜下看到细胞膜以下结构：(暗暗亮亮暗暗)提出：膜由提出：膜由 三层结构组成。三层结构组成。蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质（提出（提出“三明治三明治”结构模型）结构模型）资料资料4.4.10第10页静态静态蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模式图三层结构模式图11第11页模型不足之处：模型不足之处：1.静态结构静态结构2.把蛋白质在膜中分布认为是把蛋白质在膜中分布认为是:均匀分布在脂双层两侧均匀分布在脂双层两侧静态蛋白质静态蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构蛋白质三层结构受到质疑受到质疑细胞膜是静止，变形虫为何会运动？细胞膜是静止，变形虫为何会运动？细胞之间为何会发生融合？细胞之间为何会发生融合？细胞为何会生长？细胞为何会生长？推论：细胞膜应该是流动推论：细胞膜应该是流动第12页13思索与讨论思索与讨论有什么证据证实细胞膜中物质是不停运动呢？有什么证据证实细胞膜中物质是不停运动呢？有什么证据证实细胞膜中物质是不停运动呢？有什么证据证实细胞膜中物质是不停运动呢？第13页用红色荧光染料标识人细胞膜上蛋白质；用红色荧光染料标识人细胞膜上蛋白质；用绿色荧光染料标识鼠细胞膜上蛋白质；用绿色荧光染料标识鼠细胞膜上蛋白质；把人细胞和鼠细胞融合，融合细胞二分之一发红色荧光，把人细胞和鼠细胞融合，融合细胞二分之一发红色荧光，另二分之一发绿色荧光。另二分之一发绿色荧光。然后把此细胞在然后把此细胞在3737下培养下培养4040分钟，再检验，两种颜色荧分钟，再检验，两种颜色荧光均匀分布在整个细胞表面。光均匀分布在整个细胞表面。荧光标识荧光标识 蛋白质蛋白质.人细胞人细胞人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞鼠细胞鼠细胞诱导融合40分钟后370C细胞膜含有细胞膜含有流动性流动性19701970年有两位科学家做了以下试验：年有两位科学家做了以下试验：试验表明：试验表明：资料资料5.5.第14页 细胞中脂质也是流动吗？细胞中脂质也是流动吗？经过相关试验证实细胞膜含有一定流动性经过相关试验证实细胞膜含有一定流动性15思索与讨论思索与讨论磷脂分子运动磷脂分子运动侧向扩散运动；旋转运动；摆动运动伸缩震荡运动；翻转运动；旋转异构化运动。第15页膜中间是膜中间是磷脂双分磷脂双分子层子层，是膜基本支，是膜基本支架架蛋白质蛋白质镶在膜表面镶在膜表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入资料资料6.6.19721972年，年，桑格桑格（S.J.SingerS.J.Singer）&尼克森尼克森（G.NicolsonG.Nicolson）在新）在新观察和试验证据基础上观察和试验证据基础上 ，在罗伯特森模型基础上提出，在罗伯特森模型基础上提出”流动镶嵌流动镶嵌模型模型”，为大多数人所接收。，为大多数人所接收。强调膜强调膜流动性流动性和膜蛋白分布和膜蛋白分布不对称性不对称性。贯通贯通第16页资料资料6.6.19721972年，年，桑格桑格（S.J.SingerS.J.Singer）&尼克森尼克森（G.NicolsonG.Nicolson）提）提出出”流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。第17页二、流动镶嵌模型基本内容二、流动镶嵌模型基本内容 组成了膜基本支架，这个支架具组成了膜基本支架，这个支架具有有 ，有镶嵌在磷脂双分子层表面，有部分全部有镶嵌在磷脂双分子层表面，有部分全部嵌入磷脂双分子层中，有横跨整个嵌入磷脂双分子层中，有横跨整个 ，大多数蛋白质分子也是能够大多数蛋白质分子也是能够 。流动性流动性流动性流动性蛋白质分子蛋白质分子蛋白质分子蛋白质分子磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层运动运动运动运动磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层磷脂双分子层 生物膜结构特点：生物膜结构特点：流动性流动性第18页 对生物膜结构探索历程对生物膜结构探索历程19191919世纪末世纪末世纪末世纪末,欧文顿试验和推论：膜是由欧文顿试验和推论：膜是由欧文顿试验和推论：膜是由欧文顿试验和推论：膜是由 组成；组成；组成；组成；20202020世纪初世纪初世纪初世纪初,科学家化学分析结果，科学家化学分析结果，科学家化学分析结果，科学家化学分析结果，指出膜主要由指出膜主要由指出膜主要由指出膜主要由 和和和和 组成；组成；组成；组成；1925192519251925年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜脂质，年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜脂质，年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜脂质，年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜脂质，细胞膜中脂质分子细胞膜中脂质分子细胞膜中脂质分子细胞膜中脂质分子 ；1959195919591959年年年年,罗伯特森提出罗伯特森提出罗伯特森提出罗伯特森提出“三明治三明治三明治三明治”结构模型：结构模型：结构模型：结构模型：生物膜都由生物膜都由生物膜都由生物膜都由 三层结构；三层结构；三层结构；三层结构；1970197019701970年年年年,荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验，荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验，荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验，荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验，指出细胞膜含有指出细胞膜含有指出细胞膜含有指出细胞膜含有 ；1972197219721972年年年年,桑格和桑格和桑格和桑格和 提出了提出了提出了提出了 。脂质脂质脂质脂质脂质脂质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质流动性流动性流动性流动性尼克森尼克森尼克森尼克森流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型排列为连续两层排列为连续两层排列为连续两层排列为连续两层小结小结第19页生物膜结构特点：生物膜结构特点：生物膜生理特征：生物膜生理特征：流动性流动性选择透过性选择透过性强调强调第20页1、据研究发觉，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发觉，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物等物质较轻易优先经过细胞膜，这是因为（质较轻易优先经过细胞膜，这是因为（）A A 细胞膜含有一定流动性细胞膜含有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜结构是以磷脂分子层为基本骨架细胞膜结构是以磷脂分子层为基本骨架D D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子2.2.以下哪一个膜结构能经过生物大分子（以下哪一个膜结构能经过生物大分子（）A 细胞膜细胞膜 B 核膜核膜C 线粒体膜线粒体膜 C 叶绿体膜叶绿体膜课堂练习课堂练习第21页3 3、变形虫任何部位都能伸出伪足，人体一些白细、变形虫任何部位都能伸出伪足，人体一些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程完成都依赖于细胞胞能吞噬病菌，这些生理过程完成都依赖于细胞膜（膜（）A A 保护作用保护作用 B B 一定流动性一定流动性 C C 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性4 4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着亲密关系化学物质是（）递和血型决定有着亲密关系化学物质是（）A A、糖蛋白、糖蛋白 B B、磷脂、磷脂 C C、脂肪、脂肪 D D、核酸、核酸课堂练习课堂练习第22页5 5、在以下几组化学元素中，组成细胞膜所必需、在以下几组化学元素中，组成细胞膜所必需基本元素是（基本元素是（）A.CA.C、H H、O B.CO B.C、H H、O O、P P C.CC.C、H H、O O、N D.CN D.C、H H、O O、N N、P P课堂练习课堂练习6、以下哪项叙述不是细胞膜结构特点？（以下哪项叙述不是细胞膜结构特点？（）A A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜 B B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子组成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子组成 C C细胞膜分子结构含有流动性细胞膜分子结构含有流动性 D D有些蛋白质分子可在膜内外之间移动有些蛋白质分子可在膜内外之间移动第23页