流动镶嵌模型.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4-2,生物膜的流动镶嵌模型,人教版高中生物,第一册第四章第二节,长城,海关,（打一细胞结构名称）,外交部,猜一猜,将细胞与外界环境分开,控制物质进出细胞,进行细胞间的信息交流,细胞膜,问题,1,细胞膜由哪些成分组成的呢？,一、对生物膜结构的探索历程,时间：,1895,年,人物：,欧文顿（,E.Overton,）,实验：,E.Overton,的推测：,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,膜是由,脂,质组成的。,1,、对生物膜,组分,的探索,脂质,资料,1,细胞膜的通透性实验,提出假说,膜的成分的初步阐明，最初是先根据实验现象提出假说，而不是通过实验现象直接证实的。,假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的想像。,假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。,实验和观察、,推理和想像,提出假说,观察和实验,（验证和完善假说）,科学方法,活动主题一：,利用上述知识，推理和想象，提出许多磷脂分子在,空气和水界面上,单分子排布的假说，并用画图来表达。,磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸,“,头,”,部是,亲水,的，脂肪酸,“,尾,”,部是,疏水,的。,资料,2,：,朗缪尔,(I Langmuir),磷脂分子结构,磷脂分子,膜外（水）,膜内,(,水）,根据磷脂分子的,特点结合人体组织细胞内、外环境,大胆猜想并,构建,细胞膜中磷脂分子的排列模型。,活动主题二：,水,水,猜想的模型是：,设计实验以证实假说,提出假说：磷脂分子排列为双分子层,时间：,1925,年,人物：,荷兰科学家,E.Gorter,和,F.Grendel,实验：,用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气,水,界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积,恰为红细胞表面积的,2,倍,。,资料,3,：,E.Gorter,和,F.Grendel,对血影的研究,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！,结论：,资料,4,科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被,蛋白酶,(,能专一地分解蛋白质的物质,),分解。,根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论,?,问题探讨,：,得出结论：,推测膜中可能还含有蛋白质等,2,、对生物膜,组分,的探索,蛋白质,20,世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，应用化学手段分析表明：,膜的主要成分是,脂质和蛋白质,组成膜的脂质中,磷脂,含量最多,红细胞的细胞膜,问题,2,脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？,资料,5,：,电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物质发生碰撞而产生不同散射度。因,蛋白质,电子密度高，故显,暗带,，,磷脂,分子电子密度低则呈,亮带,。,超薄切片技术获得的细胞膜照片,1959,年，罗伯特森（,J.D.Robertsen,）的,“,单位膜,”,模型认为：生物膜是由,“,蛋白质,脂质,蛋白质,”,构成的三层,静态统一,结构。,3,、对生物膜,模型架构,的探索,脂质和蛋白质的,排布,方式,静态的,“,蛋白质,-,脂质,-,蛋白质,”,三层结构模式,图,这种模型特点：,蛋白质分子都,覆盖,在磷脂双分子层的两侧,构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是,静止,不动的,问题,3,静态,“,蛋白质,-,脂质,-,蛋白质,”,三层结构是否能体现膜的功能,?,现象,实验,设问：静态模型能不能圆满解释下面现象？,资料,7,荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验,示意图,时间：,1970,年,人物：弗雷和埃迪登,(Frye,和,Edidin),实验：,人细胞,小鼠细胞,细胞融合,杂交细胞,37,40min,红色荧光染料标记的膜蛋白,绿色荧光染料标记的膜蛋白,用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。,荧光标记,技术,实验证明,：,分子可以流动。,表明：,细胞膜具有,。,蛋白质,流动性,资料,6,活动主题三：,利用以上材料，提出蛋白质在脂质双分子层中的排布假说，并用画图来表达。,冰冻蚀刻电镜技术,(,标本用干冰等,冰冻,。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面,),证明，磷脂双分子层中分布有蛋白质颗粒,.,科学家发现膜蛋白并不是全部,平铺,在脂质表面,有的蛋白质是,镶嵌,在脂质双分子层中,.,部分嵌入的蛋白质,贯穿的蛋白质,镶在表面的蛋白质,全部嵌入的蛋白质,时间：,1972,年,人物：,桑格和尼克森（,S.J.Singer&G.Nicolson,）,假说：,流动镶嵌模型,资料,8,生物膜结构模型示意图,二、流动镶嵌模型的基本内容,:,1,、生物膜的组成：,2,、生物膜的基本支,架：,3,、蛋白质分子存在形态：,主要由蛋白质和脂质组成,磷脂双分子层,（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部,朝向内侧）,有镶在表面、嵌入、贯穿三种,体现了生物膜的,不对称性。,二、流动镶嵌模型的基本内容,:,3,、蛋白质分子存在形态：,外侧的蛋白质分子与糖类结合形成,糖被,。,（糖被与,细胞识别,、,细胞间信息交流,等有密切联系，,在消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白还有,保护和润滑,作用。）,细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的,糖脂,二、流动镶嵌模型的基本内容,:,4,、生物膜的结构特点：,一定的流动性,（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）,问题,4,生物膜流动镶嵌模型是不是完美无缺的？,资料,9,：,Wallach,于,1975,年提出,晶格镶嵌,模型；,Jain,和,White,于,1977,年提出,板块镶嵌,模型等。迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多。,资料,10,：,2003,年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自,1991,年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果。,皮特,阿格雷,罗德里克,麦金农,1,、科学家探索生物膜结构模型的过程中，强调的科学方法是什么？,实验和观察、,推理和想像,提出假说,观察和实验,（进一步修正假说）,不断发展、完善,小组讨论：,在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示,?,3,、在建立生物膜模型的过程中，结构与功能,相适应的观点是如何得到体现的？,2,、在建立生物膜模型的探索过程中，实验技术的进步起到怎样的作用,?,实验技术的进步起到了关键性的推动作用,结构与功能相适应的观点,始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。,概念图小结,生物膜,结构特点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,一定的流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,总结：,生物膜的流动镶嵌模型探究历程,1895,年,膜是由脂质,组成的,20,世纪初,膜的主要成分,是脂质和,蛋白质,1925,年,细胞膜中的,脂质分子一定,为连续的两层,1959,年,“三明治”,结构模型,1972,年,流动镶嵌,模型,1970,年,细胞膜具有,一定的流动性,课堂反馈,实验表明，脂质或脂溶性物质比较容易通过细胞膜，而其他物质要透过细胞膜则比较困难，原因是什么？,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。,细胞膜上与细胞识别、免疫反应等有密切,关系的化学物质是,。,糖蛋白,晋江市养正中学,晋江市养正中学,细胞外的物质不能随便进入细胞，但有机磷农药仍然可以迅速进入细胞使人中毒，其原因是什么？,有机磷农药是脂溶性物质，容易通过细胞膜。,课堂反馈,晋江市养正中学,上述现象说明细胞膜的结构具有,性。,一定的流动,课堂反馈,胞吞,胞吐,课后探究,1,、请你根据现有的对细胞膜结构和功能的了解，选择合适的材料，分小组制作生物膜模型。,DIY,2,、查问资料：生物膜的模拟和研究在处理污水、海水淡化、改善农作物品质等多种领域发挥的重要作用。,福建省晋江市养正中学 施茂庆,联系电话：,18960279966,邮箱：,jysmq,谢谢！,