,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,第,4,章 细胞的物质输入和输出,第,2,节 生物膜的流动镶嵌模型,第4章 细胞的物质输入和输出第2节 生物膜的流动镶嵌模型,1,根据细胞膜结构与功能相适应的观点，你会选择哪一种材料做细胞膜，为什么？,A:,塑料袋,B:,编织袋,C:,普通皮,D:,弹力布,选择依据,:,系统的边界 薄,选择透过性,伸缩性,根据细胞膜结构与功能相适应的观点，你会选择哪一种材料做细,2,科幻之旅,如果有“时光机器”，将此刻的你送回,19,世纪，你会从哪几个方面去研究细胞膜的结构,?,科幻之旅,3,一、对生物膜结构的探索历程,一、对生物膜结构的探索历程,4,问题1,细胞膜的组成成分是什么呢？,问题1细胞膜的组成成分是什么呢？,5,资料一,时间：,19,世纪末,1895,年,人物：,欧文顿（,E.Overton,）,实验：,用,500,多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,提出假说：,膜是由脂质组成的,资料一 时间：19世纪末 1895年膜是由脂质组成的,6,2.,欧文顿的分析假说是如何提出的呢？,根据他的实验结果：凡可以溶于脂质的物质，比不溶,于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,3.,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,4.,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。,2.欧文顿的分析假说是如何提出的呢？根据他的实验结果：凡可以,7,时间：,20,世纪初,实验：,采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜,(,又称血影,).,然后用蛋白酶处理。,实验现象：,细胞膜被破坏,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,资料二,时间：20世纪初资料二,8,问题2,脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？,问题2 脂质和蛋白质是怎样有机结合构成膜的呢？,9,资料三,时间：,1925,年,人物：,荷兰科学家,Gorter,和,Grendel,实验：,从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的,2,倍,提出假说：,细胞膜中的磷脂是双层,磷脂分子,资料三 时间：1925年细胞膜中的磷脂是双层磷脂分子,10,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。,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，,11,Back,Back,12,资料四,时间：,1959,年,人物：,罗伯特森（,J.D.Robertsen,）,实验：,在电镜下看到细胞膜由“暗,亮,暗”的三层结构构成,.,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,.,资料四 时间：1959年,13,思考,“,三明治”结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。,思考“三明治”结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结,14,资料五,时间：,1970,年,人物：,Larry Frye,等,实验：,将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布,提出假说：,细胞膜具有流动性,鼠细胞,.,人细胞,荧光标记 蛋白质,诱导,融合,40,分钟后,37,0,C,资料五 时间：1970年鼠细胞.人细胞荧光标记 蛋,15,举例说明细胞膜具有流动性,变形虫的变形运动,植物细胞的质壁分离,动物细胞吸水膨胀和失水皱缩,举例说明细胞膜具有流动性变形虫的变形运动植物细胞的质壁分离动,16,标本用干冰等,冰冻,。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。,蛋白质,镶在,、,嵌入,、,横跨,在,磷脂双分子层中,。,蛋白质在膜中的分布是,不对称,的,冰冻蚀刻电子显微法,标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂,17,时间：,1972,年,人物：,桑格和 尼克森,提出：,流动镶嵌模型,资料六,时间：1972年资料六,18,Back,Back,BackBack,19,磷脂分子的运动,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。,磷脂分子的运动,20,小结,对生物膜结构的探索历程,19,世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由,组成的；,20,世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由,和,组成；,1959,年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由,三层结构；,1970,年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有,；,1972,年，桑格和,提出了,。,脂质,脂质和蛋白质,蛋白质脂质蛋白质,流动性,尼克森,流动镶嵌模型,小结对生物膜结构的探索历程19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜,21,思考,1.,生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？,2.,纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技,术的进步所起到怎样的作用？,3.,分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？,生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。,实验技术的进步起到了关键性的推动作用。,在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应,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的真相。,4.,分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示,?,思考1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？2.纵观整,22,答案,:,科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和大胆的想像,提出假说,再通过实验进一步验证假说。,科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学家辛勤的工作,.,科学研究依赖于科学的进步,科学进步了,就可以得到更多的数据,.,科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证,;,科学学说不是一成不变的,需要不断完善,.,.,答案:科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和大,23,二、流动镶嵌模型的基本内容,二、流动镶嵌模型的基本内容,24,流动镶嵌模型的基本内容,1,、,主要成分：,脂质和蛋白质（还有少量多糖）,2,、,磷脂双分子层构成膜的基本支架。（,其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）,3,、,蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层,。,（体现了膜结构内外的不对称性）,流动镶嵌模型的基本内容1、主要成分：脂质和蛋白质（还有少量多,25,4,、,结构特点：,具有一定的流动性,。（磷脂分子和大多数的蛋白质分子是可以运动的。）,5,、,细胞膜外表，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,。,（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系；有保护和润滑的作用）,4、结构特点：具有一定的流动性。（磷脂分子和大多数的蛋白质分,26,课堂延伸,细胞膜通道研究的突破,2003,年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得,阿格雷和罗德里克,麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。,课堂延伸 细胞膜通道研究的突破,27,据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素,D,等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）,A,细胞膜具有一定流动性,B,细胞膜是选择透过性,C,细胞膜的结构是以磷脂,分子层为基本骨架,D,细胞膜上镶嵌有各种,蛋白质分子,第一关,A,不要灰心，再来一次！,C,D,B,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,知识闯关,据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通,28,下列哪种膜结构能通过生物大分子（）,A,细胞膜,B,核膜,C,线粒体膜,D,叶绿体膜,第二关,A,不要灰心，再来一次！,B,D,C,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,下列哪种膜结构能通过生物大分子（）第二关A不要灰心，再来一次,29,一分子,CO2,从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（）,A 5 B 6 C 7 D 8,第三关,A,不要灰心，再来一次！,B,D,C,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞,30,变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（）,A,保护作用,B,一定的流动性,C,主动运输,D,选择透过性,第四关,A,不要灰心，再来一次！,B,D,C,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些,31,细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（）,A,糖蛋白,B,磷脂,C,脂肪,D,核酸,第五关,B,不要灰心，再来一次！,A,D,C,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的,32,下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（）,A,维生素,D,和性激素,B,水和尿素,C,氨基酸和葡萄糖,D,酶和胰岛素,最后一关,B,不要灰心，再来一次！,D,A,C,不要灰心，再来一次！,不要灰心，再来一次！,恭喜你，答对了！再接再厉！,下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（）最后一关B不要灰心,33,