细胞膜的流动镶嵌模型公开课.pptx

第二节第二节生物膜的生物膜的流动镶嵌流动镶嵌模型模型吴玉婷吴玉婷物质跨膜运输的特点：物质跨膜运输的特点：1.1.水分子可以水分子可以 自由通过；自由通过；2.2.细胞要选择吸收的离子和小分子细胞要选择吸收的离子和小分子 ；3.3.其他的离子、小分子和大分子其他的离子、小分子和大分子 。结论：结论：细胞膜和其他生物膜都是细胞膜和其他生物膜都是 。回回顾顾顺浓度梯度顺浓度梯度可以通过可以通过不能通过不能通过选择透过性膜选择透过性膜 提问：提问：为什么生物膜能够控制物质的进为什么生物膜能够控制物质的进出呢？这与生物膜的结构有什么出呢？这与生物膜的结构有什么关系？关系？细胞膜的组成细胞膜的组成成分成分及其比例，及其比例，各种成分在细胞膜中的各种成分在细胞膜中的分布情况分布情况。1 1 对细胞膜主要化学成分的探索对细胞膜主要化学成分的探索 对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程（以细胞膜为例）（以细胞膜为例）资料一资料一资料二资料二2 2 构建细胞膜分子结构模型构建细胞膜分子结构模型资料三资料三细胞膜中的脂质排列为连续的两层细胞膜中的脂质排列为连续的两层资料五资料五蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质三层静态结构蛋白质三层静态结构资料六资料六蛋白质可深入脂双层且分布不均匀蛋白质可深入脂双层且分布不均匀资料七资料七细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型脂质、蛋白质脂质、蛋白质资料四资料四不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜时间：时间：19世纪末（世纪末（1895年）年）实验：实验：欧文顿欧文顿用用500多种化学物质对植物多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现可以细胞的通透性进行上万次实验，发现可以溶于脂质溶于脂质的物质的物质比比不能溶于脂质不能溶于脂质的物质的物质更更容易通过细胞膜容易通过细胞膜。探索细胞膜的主要化学成分探索细胞膜的主要化学成分（资料一）（资料一）提出：提出：膜是由膜是由脂质脂质组成的。组成的。红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜探索细胞膜的主要化学成分探索细胞膜的主要化学成分时间：时间：2020世纪初世纪初实验：实验：科学家将膜从科学家将膜从哺乳动物的红细胞哺乳动物的红细胞中分中分离出来离出来,发现细胞膜不但发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解会被溶解脂质的溶剂溶解，还可以还可以被蛋白酶分解。被蛋白酶分解。（资料二）（资料二）提出：提出：膜的主要成分是膜的主要成分是脂质脂质和和蛋白质。蛋白质。磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸磷酸“头头”部部是是亲水亲水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾尾”部部是是疏水疏水的。的。构建细胞膜结构模型（磷脂的排布）构建细胞膜结构模型（磷脂的排布）（资料三）（资料三）疏水疏水尾部尾部头部头部亲水亲水思考：思考：结合磷脂分子的结合磷脂分子的结构特点结构特点和和所所处环境处环境，讨论画出单层磷脂分子在，讨论画出单层磷脂分子在空气空气水界面的水界面的排列方式排列方式。v时间：1917年v实验：朗姆瓦将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱，经过推挤排列成了单层，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面。讨论：讨论：若用玻璃棒搅动，磷脂分子会若用玻璃棒搅动，磷脂分子会进入水中进入水中，聚，聚集集形成形成许多许多小球状脂滴小球状脂滴，请同学们相互讨论，请同学们相互讨论思考磷脂分子是如何排布形成脂滴的？思考磷脂分子是如何排布形成脂滴的？根根根根据细胞膜据细胞膜据细胞膜据细胞膜所处的所处的所处的所处的内外环境内外环境内外环境内外环境，你认为细胞膜上，你认为细胞膜上，你认为细胞膜上，你认为细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列？的磷脂分子应该怎么排列？的磷脂分子应该怎么排列？的磷脂分子应该怎么排列？v时间：时间：1925年年v实验：实验：荷兰科学家荷兰科学家戈特戈特和和格伦德格伦德用丙酮（一用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取膜中提取脂质脂质，在空气水界面上在空气水界面上铺展成单铺展成单分子层，测得分子层，测得单分子层的单分子层的面积约为面积约为红细胞红细胞表表面积的面积的2倍。倍。v结论：结论：细胞膜中的脂质（磷脂）分子细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为连排列为连续的两层。续的两层。（资料四）（资料四）构建细胞膜结构模型（磷脂的排布）构建细胞膜结构模型（磷脂的排布）罗伯特森观点：罗伯特森观点：蛋白质分子都蛋白质分子都镶在镶在磷脂双分子层的磷脂双分子层的两侧两侧，所有膜，所有膜厚度相同。厚度相同。蛋白质分子和磷脂分子都是蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动静止不动的。的。单位膜单位膜模型：模型：“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”静态静态模模型型暗暗亮亮暗暗“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三三明治结构模型有什么不足？明治结构模型有什么不足？把生物膜描述为把生物膜描述为静态静态的刚性结构，这的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。显然与膜功能的多样性相矛盾。变形虫的变形运动变形虫的变形运动白细胞吞噬病菌白细胞吞噬病菌时间：时间：时间：时间：1970197019701970年年年年实验：实验：实验：实验：科学家科学家科学家科学家将人和鼠的细胞膜用将人和鼠的细胞膜用将人和鼠的细胞膜用将人和鼠的细胞膜用不同不同不同不同的的的的荧光染料荧光染料荧光染料荧光染料标标标标计细胞表面蛋白质计细胞表面蛋白质计细胞表面蛋白质计细胞表面蛋白质，诱导两种细胞融合，杂交细胞的，诱导两种细胞融合，杂交细胞的，诱导两种细胞融合，杂交细胞的，诱导两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现后发现后发现后发现两种荧光均匀分布两种荧光均匀分布两种荧光均匀分布两种荧光均匀分布。（资料六）（资料六）（资料六）（资料六）探究细胞膜的结构特性探究细胞膜的结构特性冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型 标本用干冰（液氮）冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。标本用干冰（液氮）冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质蛋白质 、在磷脂双分子层中在磷脂双分子层中镶在镶在贯穿贯穿嵌入嵌入小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片冰冻蚀刻电子显微法冰冻蚀刻电子显微法（资料七）（资料七）细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫的糖蛋白，叫的糖蛋白，叫的糖蛋白，叫糖被糖被糖被糖被。具有。具有。具有。具有保护、润滑、细胞识别保护、润滑、细胞识别保护、润滑、细胞识别保护、润滑、细胞识别等作用。等作用。等作用。等作用。流动镶嵌模型的基本内容:1 1 1 1、生物膜的组成：、生物膜的组成：、生物膜的组成：、生物膜的组成：2 2 2 2、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：、生物膜的基本骨架：3 3 3 3、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态：4 4 4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：主要由主要由主要由主要由蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质和和和和脂质脂质脂质脂质组成组成组成组成（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）有有镶镶在表面、在表面、嵌嵌入、入、贯穿贯穿三种，外侧的蛋白质分子三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性膜的不对称性。（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动运动运动运动的）的）的）的）磷脂双分子层磷脂双分子层流动性流动性模型建构的基本方法模型建构的基本方法实验现象实验现象提出假说提出假说 构建模型构建模型实验验证实验验证科科技技进进步步修修正正完完善善1.1.生物膜的流动镶嵌模型是不就完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型是不就完美无缺？生物膜的流动镶嵌模型并不是完美无缺的。科学的生物膜的流动镶嵌模型并不是完美无缺的。科学的生物膜的流动镶嵌模型并不是完美无缺的。科学的生物膜的流动镶嵌模型并不是完美无缺的。科学的研究是研究是研究是研究是无止境无止境无止境无止境的，后来科学家们又陆续提到了几种的，后来科学家们又陆续提到了几种的，后来科学家们又陆续提到了几种的，后来科学家们又陆续提到了几种观点，是对流动镶嵌模型的观点，是对流动镶嵌模型的观点，是对流动镶嵌模型的观点，是对流动镶嵌模型的补充、完善和充实补充、完善和充实补充、完善和充实补充、完善和充实。2.2.纵观整个建立生物膜模型的探索过程，思考纵观整个建立生物膜模型的探索过程，思考是什么推动对生物膜认识的不断深入？是什么推动对生物膜认识的不断深入？实验技术实验技术实验技术实验技术的进步起到了关键性的推动作用的进步起到了关键性的推动作用的进步起到了关键性的推动作用的进步起到了关键性的推动作用；科学家们坚持不懈的科学家们坚持不懈的科学家们坚持不懈的科学家们坚持不懈的探索精神探索精神探索精神探索精神；科学思想的指导：科学思想的指导：科学思想的指导：科学思想的指导：结构决定功能结构决定功能结构决定功能结构决定功能。思考：思考：结构与功能相适应结构与功能相适应细细胞胞膜膜的的结结构构和和功功能能结构结构功能功能要点要点磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质蛋白质覆盖覆盖镶嵌镶嵌贯穿贯穿糖蛋白糖蛋白(糖被糖被)特点特点具有一定的具有一定的流动性流动性将细胞与外界将细胞与外界分隔分隔开开控制控制物质物质进出进出细胞细胞进行细胞间的进行细胞间的信息交流信息交流相相适适应应练习练习1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D D等物等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（质较容易优先通过细胞膜，这是因为（）A A 细胞膜具有一定流动性细胞膜具有一定流动性B B 细胞膜是选择透过性细胞膜是选择透过性C C 细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架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.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（和血型决定有着密切关系的化学物质是（）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3.一分子一分子COCO2 2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿出来，进入一相邻细胞叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（过的生物膜层数是（）A 5 B 6 C 7 D 8A 5 B 6 C 7 D 84.4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某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（都依赖于细胞膜的（）A A 保护作用保护作用 B B 一定的流动性一定的流动性 C C 主动运输主动运输 D D 选择透过性选择透过性