生物膜的流动镶嵌模型pyl市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

高一生物高一生物生物膜流动镶嵌模型生物膜流动镶嵌模型第1页科幻之旅 假如有“时光机器”，将此刻你送回19世纪，你会从哪几个方面去研究细胞膜结构?第2页o细胞膜主要成份是什么？细胞膜主要成份是什么？第3页时间：时间：18951895年年人物：欧文顿（人物：欧文顿（E.OvertonE.Overton）试验：试验：用用500500各种化学物质对植物细胞各种化学物质对植物细胞通透性通透性进行了上万次进行了上万次 试验。试验。发觉：发觉：E.OvertonE.Overton推测：推测：不溶于脂质物质不溶于脂质物质溶于脂质物质溶于脂质物质细胞膜细胞膜膜是由膜是由脂脂质质组成组成1 1、对生物膜、对生物膜组分组分探索探索脂质脂质回顾回顾1 1细胞膜通透性试验细胞膜通透性试验第4页 科学家在试验中发觉：细胞膜不但会被溶解脂科学家在试验中发觉：细胞膜不但会被溶解脂质物质溶解，也会被质物质溶解，也会被蛋白酶蛋白酶(能专一地分解蛋白质物能专一地分解蛋白质物质质)分解。分解。依据试验现象依据试验现象,你对膜化学成份在种类上认识是你对膜化学成份在种类上认识是否还有新结论否还有新结论?问题探讨问题探讨：得出结论：得出结论：推测膜中可能还含有蛋白质等推测膜中可能还含有蛋白质等2 2、对生物膜、对生物膜组分组分探索探索蛋白质蛋白质回顾回顾2 2第5页一一.探索生物膜结构探索生物膜结构o资料一：磷脂是一个由资料一：磷脂是一个由甘油、脂肪酸和磷酸所甘油、脂肪酸和磷酸所组成分子，磷酸组成分子，磷酸“头头”部是亲水，脂肪酸部是亲水，脂肪酸“尾尾”部是疏水。部是疏水。磷脂分子在细胞膜中是怎样磷脂分子在细胞膜中是怎样排列？排列？提出问题提出问题第6页第7页模型建构模型建构单层磷脂分子单层磷脂分子双层磷脂分子双层磷脂分子第8页磷磷脂脂分分子子能能够够在在空空气气和和水水界面上展开为一层界面上展开为一层作出假设作出假设连续两层连续两层排列排列第9页资料二资料二o19251925年年,两位荷兰科学家用两位荷兰科学家用丙酮丙酮从人红细从人红细胞中提取脂质胞中提取脂质,在空气在空气水界面上铺展水界面上铺展成单分子层成单分子层,测得单分子层面积恰为红细测得单分子层面积恰为红细胞表面积胞表面积2 2倍倍.验证假设验证假设第10页问题二：问题二：o细胞膜中还有蛋白质，蛋白质又存在细胞膜中还有蛋白质，蛋白质又存在于什么位置呢？于什么位置呢？o请尝试请尝试作出你们作出你们假设假设第11页资料三：资料三：o1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清楚年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清楚暗暗亮亮暗暗三层结构三层结构。第12页“单位膜单位膜”模型模型(静态统一结构静态统一结构静态统一结构静态统一结构)第13页变形虫变形运动变形虫变形运动第14页质疑：质疑：()各种生物膜功效不一样，应该结构也不各种生物膜功效不一样，应该结构也不一样一样()细胞生长、变形虫变形运动等现象不好细胞生长、变形虫变形运动等现象不好解释解释第15页资料四：资料四：o人们研究人工无蛋白质脂双层对不一样分子通透性人们研究人工无蛋白质脂双层对不一样分子通透性时发觉，脂溶性物质易经过人工膜，但葡萄糖、氨时发觉，脂溶性物质易经过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子等难以经过。基酸、钠离子等难以经过。而生物膜却能够透过上而生物膜却能够透过上而生物膜却能够透过上而生物膜却能够透过上述物质。述物质。述物质。述物质。oo问题：问题：问题：问题：n n葡萄糖等怎么透过生物膜？葡萄糖等怎么透过生物膜？葡萄糖等怎么透过生物膜？葡萄糖等怎么透过生物膜？n n假如蛋白质只是镶在生物膜磷脂分子层表面，能假如蛋白质只是镶在生物膜磷脂分子层表面，能假如蛋白质只是镶在生物膜磷脂分子层表面，能假如蛋白质只是镶在生物膜磷脂分子层表面，能实现吗？实现吗？实现吗？实现吗？第16页实实 验验 探探 究究l给大家提供以下主要试验材料及用具，设计一探给大家提供以下主要试验材料及用具，设计一探究细胞膜上蛋白质分子能否运动试验方案。究细胞膜上蛋白质分子能否运动试验方案。荧光染料荧光染料（有（有红色红色、绿色绿色等不一样颜色，可标等不一样颜色，可标识细胞膜表面蛋白质分子）识细胞膜表面蛋白质分子）细胞细胞（小鼠细胞、人细胞等）（小鼠细胞、人细胞等）激光器激光器（激光过分照射可使荧光分子失去发出荧（激光过分照射可使荧光分子失去发出荧光能力）光能力）第17页荧光标识荧光标识激光处理激光处理资料五：资料五：第18页资料五：资料五：荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验示意图荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验示意图人细胞人细胞小鼠细胞小鼠细胞细胞细胞融合融合杂交细胞杂交细胞红色荧红色荧光染料光染料标识膜标识膜蛋白蛋白绿色荧绿色荧光染料光染料标识膜标识膜蛋白蛋白第19页资料六：资料六：o1972年，桑格（年，桑格（S.J.Singer）和尼克森）和尼克森（G.Nicolson）依据免疫荧光技术、冰冻）依据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术研究结果，在蚀刻技术研究结果，在“单位膜单位膜”模型基础模型基础上提出上提出“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。第20页构建模型构建模型第21页细胞膜结构模型示意图细胞膜结构模型示意图第22页1 1、主要是主要是磷脂和蛋白质磷脂和蛋白质，还有少许，还有少许糖类糖类。2 2、磷脂双分子层组成膜基本支架。、磷脂双分子层组成膜基本支架。3 3、蛋蛋白白质质分分子子有有镶镶在在磷磷脂脂双双分分子子层层表表面面，有有部部分分或或全全部部嵌嵌入入磷磷脂脂双双分分子子层层中中，有有横横跨跨整整个个磷磷脂双分子层。脂双分子层。4 4、磷磷脂脂分分子子和和蛋蛋白白质质分分子子都都不不是是静静止止不不动动,而而是含有一定是含有一定流动性（结构特点）流动性（结构特点）问题：问题：细胞膜组成成份？细胞膜组成成份？细胞膜基本支架？细胞膜基本支架？蛋白质分子在磷脂双分子层上怎样排布？蛋白质分子在磷脂双分子层上怎样排布？细胞膜结构特点和功效特点？细胞膜结构特点和功效特点？第23页流动镶嵌模型与流动镶嵌模型与“单位膜单位膜”模型有何异同？模型有何异同？“单位膜单位膜单位膜单位膜”模型模型模型模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型第24页问题：问题：o生物膜流动镶嵌模型是否已完美生物膜流动镶嵌模型是否已完美无缺？无缺？晶晶格格镶镶嵌嵌模模型型、板板块块镶镶嵌嵌模模型型.第25页诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜美国科学家Peter Agre和Roderick MacKinnon。人类对人类对人类对人类对自然界自然界自然界自然界认识永认识永认识永认识永无止境，无止境，无止境，无止境，对膜研对膜研对膜研对膜研究将愈究将愈究将愈究将愈加细致加细致加细致加细致入微。入微。入微。入微。第26页建立模型普通方法：已经有知识（现象）提出假说（模型）检验、修正和补充解释相关现象普遍被接受请以生物模型建构中某一假说为例说明。小 结第27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，欧文顿试验和推论：膜是由世纪末，欧文顿试验和推论：膜是由世纪末，欧文顿试验和推论：膜是由世纪末，欧文顿试验和推论：膜是由 组成；组成；组成；组成；20202020世纪初，科学家化学分析结果，指出膜主要世纪初，科学家化学分析结果，指出膜主要世纪初，科学家化学分析结果，指出膜主要世纪初，科学家化学分析结果，指出膜主要由由由由 和和和和 组成；组成；组成；组成；1925192519251925年，两位荷兰科学家将年，两位荷兰科学家将年，两位荷兰科学家将年，两位荷兰科学家将红细胞膜脂质铺展成单层分子发觉红细胞膜脂质铺展成单层分子发觉红细胞膜脂质铺展成单层分子发觉红细胞膜脂质铺展成单层分子发觉此时面积是原膜表面积两倍，提出了此时面积是原膜表面积两倍，提出了此时面积是原膜表面积两倍，提出了此时面积是原膜表面积两倍，提出了1959195919591959年罗伯特森提出年罗伯特森提出年罗伯特森提出年罗伯特森提出“三明治三明治三明治三明治”结构模型：全部生物膜都结构模型：全部生物膜都结构模型：全部生物膜都结构模型：全部生物膜都由由由由 三层结构；三层结构；三层结构；三层结构；1970197019701970年年年年，荧荧荧荧光光光光标标标标识识识识小小小小鼠鼠鼠鼠细细细细胞胞胞胞和和和和人人人人细细细细胞胞胞胞融融融融合合合合试试试试验验验验，指指指指出出出出细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜含含含含有有有有 ；1972197219721972年年年年，桑桑桑桑 格格格格 和和和和 提提提提 出出出出 了了了了 。脂质脂质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小结小结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第28页概念图小结概念图小结生物膜生物膜结构特点结构特点功效特点功效特点结构组成结构组成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子第29页如图所表示为细胞膜亚显微结构，请据图回答以下如图所表示为细胞膜亚显微结构，请据图回答以下问题：问题：（1 1）从化学成份上看，图中）从化学成份上看，图中是是 ，是是 ，是是 。组成了细胞膜基本支架。组成了细胞膜基本支架。（2 2）据图分析，哪一侧为细胞膜外侧：）据图分析，哪一侧为细胞膜外侧：。判断依据是判断依据是 。（3 3）细胞膜结构特点）细胞膜结构特点 ，这种特，这种特点表现为图中点表现为图中 和和 大都能够大都能够 。（4 4）细胞膜功效特征是）细胞膜功效特征是 ，这种特征生理意义是这种特征生理意义是 。糖蛋白糖蛋白磷脂双分子层磷脂双分子层膜蛋白膜蛋白磷脂双分子层磷脂双分子层a a侧侧含有流动性含有流动性控制物质进出细胞控制物质进出细胞 选择透过性选择透过性运动运动a侧b侧细胞膜外侧有糖蛋白细胞膜外侧有糖蛋白第30页依依据据已已经经有有生生物物知知识识或或生生活活经经验验，你你能能列列举哪些证实细胞膜含有流动性证据。举哪些证实细胞膜含有流动性证据。白细胞吞噬细菌过程；白细胞吞噬细菌过程；变形虫伪足运动现象；变形虫伪足运动现象；受精时细胞融合过程；受精时细胞融合过程；动物细胞分裂时细胞膜缢裂过程；动物细胞分裂时细胞膜缢裂过程；第31页