生物膜的流动镶嵌模型

(共22张PPT)
予独爱莲之出淤泥而不染，濯清涟而不妖。
生物膜的流动镶嵌模型
王永梅
2011.12.04
本节聚焦：
1.生物膜结构的探索历程？
2.生物膜流动镶嵌模型的基本内容？
3.通过分析科学家建立生物膜模型的过程，你对科学的过程和方法有哪些感悟？
生物膜的流动镶嵌模型
1 生物膜结构的探索历程
1.1 从生理功能入手的科学研究
1895年
欧文顿
膜是由脂质组成的
提出假设
资料1
物质相似相溶原理
阅读P65及P66思考与讨论，思考：
膜的主要成分是什么？
欧文顿的假设是正确的吗？
想一想
1.欧文顿的假说是依据什么提出来的？是对现象的推理分析？还是通过对膜成分的提取和鉴定？
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？
推理不一定正确，还应通过科学实验进一步验证。
1 生物膜结构的探索历程
1.1 从生理功能入手的科学研究
假说的验证与修正
资料2：20世纪初，科学家第一次提取哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析。
红细胞的细胞膜
主要成分：脂质和蛋白质
生物模型建构的一般方法
提出假说法
资料3：朗姆瓦实验
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。
1 生物膜结构的探索历程
1.1 从生理功能入手的科学研究
资料4：1925年，科学家提取红细胞膜中的脂质，在空气和水界面上铺展成单层，测得单层分子的膜面积恰好为红细胞表面积的2倍。
1 生物膜结构的探索历程
1.1 从生理功能入手的科学研究
请你构建细胞膜中磷脂分子的排布模型。
推测脂质分子的排列必为两层。
1 生物膜结构的探索历程
1.1 从生理功能入手的科学研究
蛋白质在细胞膜上究竟是如何排布的呢？
1 生物膜结构的探索历程
1.2 三明治模型的提出
资料6：1959年，罗伯特森应用电子显微镜观察到清晰的细胞膜，看到了暗-亮-暗的三层结构。
提出生物膜的三明治模型：
由蛋白质-脂质-蛋白质构成的静态的三明治结构。
缺点:认为生物膜是一个刚性的静态结构，无法解释细胞生长、变形虫运动、摄食等现象。
1 生物膜结构的探索历程
1.3 新技术带来新模型——动物细胞融合
37℃，40min
时间：1970年
实验：将人和鼠的细胞膜上的蛋白质用不同荧光染料标记后融合
结论：细胞膜具有一定的流动性。
1 生物膜结构的探索历程 1.3 新技术带来新模型——冰冻蚀刻技术
标本用干冰（液氮）冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面
蛋白质在生物膜中的分布模型
蛋白质 、 、 在磷脂双分子层中。
镶在
横跨
嵌入
结论：蛋白质分布具有不对称性。
提出者：1972年桑格和尼克森
结构特点：
一定的流动性
（膜质、膜蛋白）
不对称性（膜蛋白）
功能特点：
具有选择透过性
2 生物膜流动镶嵌模型的基本内容
磷脂双分子层：基本骨架，具有流动性；
蛋白质分子存在方式：
镶在表面；部分或全部嵌入；横跨。
大多数蛋白质分子可运动。
糖被
糖蛋白：识别
不同血型的人，红细胞膜上的糖蛋白种类不一样。
生物膜结构的探索历程
年份 人物 发现
1895 欧文顿 根据实验推测细胞膜由＿＿＿组成。
1925 荷兰
科学家 细胞膜化学成分的分析显示：膜的主要成分是＿＿＿＿＿＿＿＿。
1959 罗伯特森 超薄切片显示质膜“暗-明-暗”三层结构，提出“三明治”结构模型，认为生物膜都由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿三层结构构成。
1972 桑格和
尼克森 根据免疫荧光、冰冻蚀刻技术结果，提出质膜的＿＿＿＿＿＿＿＿。
小结
脂质
脂质和蛋白质
蛋白质-脂质-蛋白质
流动镶嵌模型
小结——生物膜流动镶嵌模型
脂质
蛋白质
生物膜
——脂双层
——基本骨架
镶在
部分或全部嵌入
横跨/贯穿
磷脂双分子层
主要成分
牛刀小试
1.科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜的物质中有＿ ＿ ＿ ＿ ＿ 。
脂质和蛋白质
牛刀小试
2.下列关于生物膜的结构特点，最恰当的一项是（ ）
A.构成生物膜的磷脂分子可以运动；
B.构成生物膜的蛋白质分子可以运动；
C.构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的；
D.构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动；
D
1.由磷酸、甘油、脂肪酸等组成
2.“一头两尾”的结构
3.头部——亲水端
尾部——疏水端
磷脂分子的结构
亲水头
疏水尾
请你画出磷脂分子在空气-水界面上铺展成单层分子的图？
请你根据罗伯特森的观察构建蛋白质在磷脂双分子层中排布的模型。
罗伯特森观点：
①蛋白质分子均匀分布在两侧。
②蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。