生物膜的流动镶嵌模型 参赛课件

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1、第2节生物膜的流动镶嵌模型参赛选手：****在制作真核细胞三维结构模型的活动中，选用塑料袋、普通布、弹力布三种材料做细胞膜，哪种材料更适于体现细胞膜的功能？问题探讨三种材料特性：塑料袋不具有通透性；普通布不具有伸缩性；弹力布不仅具有伸缩性，还具有一定的通透性。结论：弹力布做细胞膜的材料，更适于体现细胞膜的功能。选择依据：系统的边界伸缩性选择透过性科幻之旅现在让我们乘坐“时光机器”，将此刻的我们送回19世纪，了解对生物膜结构的探索历程。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：用500多种化学物质对植物

2、细胞的通透性进行了上万次实验。发现：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。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！2、对生物膜结构的探索——磷脂双分子层资料2亲水头部疏水尾部磷脂是一种由甘油，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。

3、资料2：磷脂分子结构思考：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？水2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。思考与讨论科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶

4、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3、对生物膜组分的探索——蛋白质资料3科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析红细胞的细胞膜确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。时间：实验：发现：20世纪初资料43、对生物膜组分的探索——蛋白质时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电子显微镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构。提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构资料

5、5思考：“三明治”结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的统一结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。4、对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式随着新的科学技术的不断运用，科学家发现蛋白质在在膜中的分布是不对称的蛋白质可以镶在、嵌入及横跨在磷脂双分子层中。资料6、冰冻蚀刻电子显微法膜蛋白在磷脂双分子层中的位置：内在蛋白外周蛋白镶在表层、嵌入双分子层、横跨双分子层(大部分蛋白质是可以运动的）时间：资料七1970年LarryFrye等将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半发绿光，放置一段时间后发现两

6、种荧光染料均匀分布细胞膜具有流动性结论：人物：实验：举例说明细胞膜具有流动性（1）变形虫的变形运动（2）植物细胞的质壁分离（3）动物细胞吸水膨胀和失水皱缩桑格和尼克森在继承中创新提出流动镶嵌模型1972年时间：人物：桑格（Singer）和尼克森（Nicolson）生物膜的流动镶嵌模型提出假说：二、流动镶嵌模型的基本内容1.磷脂双分子层组成生物膜的基本支架；（磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。）2.蛋白质有的镶在磷脂双分子层的表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层（体现了膜结构内外的不对

7、称性）（2）膜蛋白的运动性3.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜具有一定的流动性（结构特点）（1）磷脂分子的运动性4.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被有保护和润滑作用、与细胞识别、胞间信息交流、免疫反应、细胞癌变等有密切联系）。有些糖类与脂质分子结合形成糖脂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③④②一定的流动性选择透过性磷脂双分子层蛋白质分子①三、复习小结一、对生物膜结构的探索历程：1、19世纪末,欧文顿提出:膜由组成；2、20世纪初,化学分析得出:膜的成分是和；

8、3、1925年,两位荷兰科学家得出：脂质分子是；4、1959年,罗伯特森在电镜观察下得出:的三分层结构；5、1970年,用荧光标记技术证明:膜具有性；6、1972年,桑格和尼克森