细胞膜和细胞壁

(共27张PPT)
§2 -2 细胞膜和细胞壁
尿毒症患者正在接受血液透析
血液透析的工作原理
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多种物质对细胞膜进行上万次的通
透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
E.Overton的推测：
资料卡片1：E.Overton 及其实验相关图片
膜中含脂质。
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
B：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试画出磷脂分子在水—空气界面中的排布方式？
A：磷脂分子是一种甘油，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，其结构模型可用右图示之。
资料卡片2：磷脂分子结构
空气
水
时间：1925年
人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel
实验：对血影的研究发现，他们用有丙酮抽提细胞
膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢
后测得的总面积约是红细胞总面积的2倍。
资料卡片3：E.Gorter 和 F.Grendel 对血影的研究
细胞膜中的磷脂是双层的
结论：
资料卡片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
电子显微镜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。由于蛋白质电子密度高，所以显暗带，磷脂分子则电子密度低呈亮带。
资料卡片5：
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。
电镜冰冻蚀刻(冰冻断裂)。标本冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
资料卡片6：
蛋白质镶嵌、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
时间：1970年
人物：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )
实验：
结论：
资料卡片7：
细胞膜具有流动性（蛋白质）
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
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
资料卡片8：
生物膜结构模型示意图
2、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示
小组讨论：
1、请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什么 生物膜在结构上什么样的特点
1、膜结构的基础——脂双层。（主要成分是磷脂分子，是可以运动的，具有流动性。）
2、蛋白质分子有的镶嵌、有的嵌入、有的贯穿在磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性和流动性）
二、流动镶嵌模型的基本内容
3、膜在结构特性上具有流动性
2、在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示
小组讨论：
根据现象和已有知识提出假说或模型
用观察和实验对假说或模型进行检验、修正和补充
实践检验
建模的基本方法
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
③
④
②
流动性
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质分子
①
时间和人物 历史事件 历史结论
多种物质对膜通透性实验
对红细胞膜化学分析
红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面积的两倍
电镜下膜呈“暗—亮—暗”三层结构
蛋白质—脂质—蛋白质
人、鼠细胞融合实验。
新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。
膜含脂质
膜中含脂质和蛋白质
脂质双层结构
膜具流动性
流动镶嵌模型
1972，桑格和尼克森
1970年
1959年，
罗伯特森
1925年，
两位荷兰
科学家
20世纪初
19世纪末
欧文顿
列表总结：生物膜结构的探究历程
生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺 说说你的看法？
课外拓展
1、细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型的最大的不同是
A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性
课内反馈
D、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有透过性
C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性
B、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞膜具有一定的流动性
2、生物膜的结构基础是
A、一层磷脂分子
B、磷脂双分子层
C、磷脂和蛋白质
D、两层蛋白质分子
3 、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 、全透性 D、选择透过性
4、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是
A、葡萄糖
B、蛋白质
C、甘油
D、无机盐离子
5、生物膜具有流动性是指
A、整个细胞膜具有流动性
B、细胞膜上的磷脂是静止的，蛋白质具
有流动性
C、细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有
流动性
D、细胞膜上的蛋白质是静止的，磷脂具
有流动性
6、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
生物膜结构模型的相关研究：
1.晶格镶嵌模型
Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型。他在流动镶嵌模型的基础上，进一步强调：生物膜中流动性脂质的可逆性变化。这种变化区域呈点状分布在膜上。相变表现为膜脂分子的一种协同效益，即几十个以上的脂分子同时相变。膜脂的相变受温度、脂本身的性质、膜中其他组分、pH和二价阳离子浓度等因素的影响。
课 外
拓 展
2、板块镶嵌模型
板块镶嵌模型是Jain和White于1977年提出的，其内容本质上与晶格镶嵌模型相同。他们认为：在流动的脂双分子层中存在许多大小不同的刚度较大的彼此独立运动的脂质“板块”（有序结构区），板块之间被无序的流动的脂质区所分割，这两种区域处于一种连续的动态平衡之中。
3、脂筏模型
即在生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相,如同脂筏一样载着各种蛋白.脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。大小约70nm 左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结构致密，介于无序液体与液晶之间，称为有序液体。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。脂筏最初可能在内质网上形成,转运到细胞膜上后,有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联.推测一个100nm大小的脂筏可能载有600个蛋白分子.
http://www.labsky.com/data/02/08/communion/0830103324491.htm
其他生物学网站链接
http://www./html/2007/8/zh904805141870024120.html