4.2生物膜的流动镶嵌模型
课件4:4.2 生物膜的流动镶嵌模型
新的发现:
随着新技术的运用,科学家发现膜蛋白并不是全部 铺在脂质的表面,有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子 层中的。
有什么证据说明细胞膜不是静止的呢?
[资料六]
时间:1970年(探究细胞膜的结构特性) 人物:Larry Frye等 实验:将人和鼠的细胞表面的蛋白分别用不同的荧光标记后, 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。
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)
生物膜的特点
❖ 结构特点: 具有一定的流动性
❖ 功能特点: 具有选择透过性
课堂总结
主要 成分
结构
结构
细
模型
胞
膜
磷脂、蛋白质 (还有糖蛋白架:磷脂双分子层
例题
使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力( C )
A . 核酸酶 C. 糖水解酶
B .龙胆紫 D .淀粉酶
5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的,体现 了膜的流动性(结构特点)
(1)磷脂分子的运动性 (2)膜蛋白的运动性
流动镶嵌模型的基本内容: 1、膜的组成成分: 主要是磷脂和蛋白质,还有少量的糖类。 2、膜的基本支架: 磷脂双分子层。 3、蛋白质分子的位置:
空气
空气
水
水
结论:细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层
P66思考与讨论 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
4.2生物膜的流动镶嵌模型 (共47张PPT)
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟 后
370C
鼠细胞 结论:细胞膜具有一定的流动性
流动镶嵌模型的基本内容
1. 生物膜的基本支架:磷脂双分子层 2. 蛋白质的位置:镶、嵌、贯穿磷脂双分子层 3. 生物膜的结构特点:具有一定的流动性 4. 糖被(糖蛋白)的功能:保护、润滑、识别等
温故知新
1. P41:细胞膜的主要成分:脂质和蛋白质 2. P64:细胞膜的功能特点:选择透过性 3. P49:生物膜:细胞器膜、细胞膜、核膜等的统称
学习目标
1.简述生物膜的结构。 2.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功 能相适应的观点。
一、对生物膜结构的探索历程
一 19世纪末,膜透性实验 二 20世纪初,膜成分实验 三 1925年,膜面积实验 四 1959年,膜结构实验 五 1970年,膜融合实验
时光机之一:19世纪末,欧文顿实验
19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物 细胞的通透性进行上万次实验,发现问题:细胞 膜对不同物质的通透性不同。
● ●● ●● ● ● ●
●不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
细胞膜
假说: 膜是由脂质(磷脂)组成的
细胞膜的通透性实验 时间:1895年
人物:欧文顿
实验:用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性 实验,发现脂质、脂溶性的物质更容易通过细胞膜。
时间:1972年 人物:桑格和 尼克森
提出:流动镶嵌模型 (大多数人接受)
蛋白质分子
磷脂双分子层
※1972年,桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
新技术带来新模型
科学家关于蛋白质 在细胞膜上存在的 三种方式的概括: 1 在膜表面 2 嵌在膜中 3 穿透膜
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
▲
资料2
时 实 结 间:20世纪初 验:科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析 论: 膜的主要成分是蛋白质和脂质(磷脂)
资料3
时 间:1925年 科学家:荷兰科学家Gorter和Grendel 实 验:从红细胞膜中提取脂质,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两倍 现 象: 得出结论: 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
嵌入
镶
横跨
4、在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的 蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,叫做糖被。 有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂。
糖蛋白的作用
1.有保护和 润滑作用; 2.与细胞识 别、信息交 流、免疫反 应、血型决 定等有关。
5.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的
------体现了细胞膜的流动性
二、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
载体种类、数量
选择性。
流动性与选择透过性的关系 (1)区别:流动性是生物膜的结构特点, 选择透过性是生物膜的功能特性。 (2)联系:流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动 性,才能实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是 活细胞的特性,死细胞将失去流动性和膜的选择透过性。
概念图
生物膜
结构特点
放置一段时间后发现两种颜色的荧光均匀分布
结
论: 细胞膜具有流动性
时间:1972年
人物:桑格和 尼克森
提出:
流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程
时间
19世纪末
科学家
欧文顿
科学实验
假说或结论
用500多种物质对植物细胞进行 膜是由脂质组 上万次的通透性实验 成的
20世纪初
从哺乳动物红细胞中分离出细 膜的主要成分是 某科学家 脂质和蛋白质 胞膜,并分析其成分
4.2生物膜的流动镶嵌模型
结构探究历程
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美 国科学家,这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发 给与细胞膜蛋白质有关的研究成果 。
罗德里克· 麦金农
皮特· 阿格雷
课堂反馈
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 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 C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性 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
3.脂质和蛋白质是怎样构成细胞膜的?
(1)磷脂分子在细胞膜上的分布? 磷脂分子在空气-水界面上的如何分布? 提示:细胞膜内外都是液体有水的环境 (2)蛋白质分子位于脂双层什么位置?
时间:1925年 人物:荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德 F.Grendel 实验:用有机溶剂丙酮(可以溶解脂质)从 人的红细胞膜中提取脂质,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(S=2S0)
表面 其中
嵌入
蛋白质的三种存在形式构建蛋白质分子在磷脂 双分子层中的排布模型
蛋白质
时间:1970年 实验:弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )将人和鼠的细胞 膜蛋白分别用红、绿荧光标记后,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 发现两种颜色的荧光均匀分布。
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
陕西省商洛中学 生物组 刘小刚
学习目标
1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 2.举例说明生物膜具有流动性特点
3.探讨在建立生物膜模型的过程中,实验 技术的进步所起的作用。
提出时间和学者: 1.生物膜组成成分: 2.基本支架: 3.蛋白质的分布: ①?②?③? 4.结构特点: 5.功能特点: 6.糖蛋白:①分布;②功能 7.糖脂?
人教版必修一生物4.2--生物膜的流动镶嵌模型(共37张PPT)
课堂练习:
E
M
C
5、如图表示细胞膜的
N
亚显微结构模式图,请
根据图回答:
D
B
A
(4)吞噬细胞吞噬细菌
的过程体现了细胞膜具有_流__动__性。这是因为组___成___细___胞___膜__ _的__磷__脂__分__子__和__多__数__蛋__白__质__分__子__都__是__可__以__运__动__的___。
脂双分子层中。 糖蛋白:具有保护、润滑、细胞
识别的作用。
3、生物膜的结构特点:流动性。 为什么呢?
生物膜的结构模型示意图
课堂小结:
1.生物膜的组成:生物膜主要是由_脂__质___和_蛋__白___质__组成的。
2.生物膜的流动镶嵌模型。
生物膜的流动模型认为,磷_脂__双__分__子__层__构成了膜的基 本骨架;构成生物膜的磷脂具有_流__动___性___;大多数蛋白质 分子也是可以_运___动___的。
当时的技术不能实现
资料三:
时间:20世纪初 实验:科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学
分析 实验结论:确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。
“假说”是在实验与观察的基 础上提出来的,但同时又需要更进 一步的实验来证明!
红细胞的细胞膜
生物膜的主要成分是脂质和蛋白质,那么,
问题二:
资料四:
时间:1925年
3.糖被的结构及功能。
糖被是细胞膜的外表,一层由细胞膜上的__蛋__白__质___ 和_糖__类___结合形成的糖蛋白,其作用是_保__护__和__润__滑__、 _细__胞__识__别__等。
课堂练习:
1、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( )
4.2生物膜的流动镶嵌模型
亲水的“头部”与水接触, 疏水的“尾巴”远离水, 朝向空气的一面,在水 疏水 “尾部” 空气界面上铺展成单分子 层。
空气
水
单位膜模型的提出
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?
功能特点:
选择透过性 。
小结:概念图
磷脂双分子层 基本支架
生物膜
成分
蛋白质分子
镶在磷脂双分 子层表面 具有流动性
部分或全部嵌入 磷脂双分子层中 大多数可以运动
有的贯穿于整个 磷脂双分子层
生物膜具有结构特性: 流动性
溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质
思考与讨论 : 提出假说
最初认识到生物膜 是最初依据实验现 由脂质组成的, 是通过对实验现象 象和有关知识,经 的推理分析还是通 过严谨的推理和大 过膜成分的提取和 胆的想像,提出设 鉴定?
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢?
想,是一种常见的 科学方法。假说需 在推理分析得出结 要通过观察和实验 论后,还有必要对 进一步验证和完善。 膜的成分进行提取、
分离和鉴定吗?
膜是由脂质组成
从生理功能入手的科学探究
20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来,化学分析膜表明:
膜的主要成分是脂质和蛋白质 问题: 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢?
继承篇: 单位膜模型的提出
单位膜模型的提出
磷脂是组成细胞 的主要脂质,是 一种由甘油、脂 肪酸、和磷酸等 所组成的分子。 它有一个亲水磷 酸“头”部,和 一个疏水的脂肪 酸的“尾”部。
推测??……
40年代,曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的 两边。
4.2生物膜的流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型考点同步解读该节内容主要包括科学家对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两部分。
本节内容与第一节有关生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定联系,并为第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识储备,三节的内在关系是功能-结构-功能。
由此可见,这节安排很巧妙,对整个章节的知识起到了承上启下的作用,通过学习有助于学生逐步建立结构与功能相适应的观点,并培养学生生物学基本科学研究的素养。
核心素养聚焦了解自己的学生是展开教学的基础。
我们的授课对象一般是高中一年级的学生。
他们已经具备了一定的观察、想象和抽象思维能力,但还很不完善,而本节生物膜模型的建构过程较复杂且微观抽象,学生学习起来有一定难度。
同时,我们也应知道他们已经学习了组成细胞的分子、细胞的基本结构:尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识,为本节课的学习奠定了良好的基础。
以上就是我对教材与学情的分析。
为了突出重点、突破难点,本着新课标倡导探究性学习、提高生物科学素养的理念,本节课我计划以探究式教学为主,辅以读书指导法、谈话法、课件动态演示,把微观抽象的内容具体形象化。
而学生进行资料分析、小组讨论、自主探究,力求让每个学生都积极参与、认真思索,充分体现主体作用。
首先由现象入手,通过探索、分析科学家建立生物膜模型的过程,启发学生大胆假设、总结规律。
之后从现象过渡到本质,提出生物膜流动镶嵌模型基本内容,充分遵循学生接受知识的一般规律,由浅及深、由表及里,最终让学生达到理解和掌握的目的。
【教学目标】1.简述生物膜的结构2.流动镶嵌模型的基本内容。
3.探讨建立生物模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。
【知识梳理】一、基础知识学习【学点1】生物膜的探索历程:(1)19世纪末,欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜,提出膜是由脂质组成的。
(2)20世纪初,化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。
(3)1925年,荷兰科学家得出结论:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4.2-生物膜的流动镶嵌模型
列表总结:生物膜结构的探究历程
时间和人物 19世纪末 欧文顿
20世纪初 1925年, 两位荷兰 科学家 1959年, 罗伯特森 1970年
历史事件
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
历史结论
膜是由脂质组成的 膜中含脂质和蛋白质
脂质双层结构
蛋白质的电子密度高,在电镜下显暗色;
磷脂分子的电子密度低,显亮色。
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
罗伯特森的三明治模型: 单位膜模型
1、蛋白质在膜中分布的对称性
2、静态结构
3.对生物膜架构的探索 ——脂质和蛋白质的排布方式(二)
嵌入
镶
横跨 蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中
结构特点:流动性 2.细胞膜中糖的分布 糖蛋白(糖被) 保护、润滑、细胞识别 糖脂
2.生物膜的流动镶嵌模型与蛋白质-脂质-蛋白 质三层结构模型有何异同?
概念图小结
生物膜
结构特点
功能特点
③ 一定的流动性
④选择透过性
① 磷脂双分子层
蛋白质分子 ②
决定
结构组成
结构探究历程
.细胞膜的成分、结构、功能间的关系
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构 人、鼠细胞融合实验。 膜具流动性
1972,桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上,提出分子结构模型。
流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的主要内容:
1)生物膜以 磷脂双分子层 基本支架;
2)蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式 有:镶在表面、嵌入双分子层、贯穿双分子层 3)生物膜的结构特具有
4.2生物膜流动镶嵌模型
C)
2.罗伯特森的关于生物膜模型的构建:所有的生物 膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜 下看到的中间亮层是脂质分子,两边暗层是蛋白质分
子。这一观点的局限性最主要在于(
A.不能解释生物膜的化学组成
D
)
B.不能解释生物膜成分的相似性
C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输
D.不能解释变形虫的变形运动
19世纪末,欧文顿(E.Overton)用 500多种化学物质对植物细胞膜的通透 性进行了上万次研究。 溶于脂质的物质, 容易穿过细胞膜, 不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜。
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
● ●
细胞膜
提出假说:膜是由脂质组成的。 友情提示:相似相溶原理
直至20世纪初,科学家第一次将细胞膜
蛋白质 糖被是细胞膜的外表,一层由细胞膜上的_________ 糖类 细胞识别 和______结合形成的糖蛋白,其作用是___________、 免疫反应 _________等。
1.胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质以自
由扩散的方式优先通过细胞膜,这是因为( A.细胞膜具有一定的流动性 B.细胞膜是选择透过性膜 C.细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本支架的 D.细胞膜上镶嵌有各种形态的蛋白质分子
二、生物膜的流动镶嵌模型内容
小结:
脂质 蛋白质 生物膜是由_______和__________组成的。 1.生物膜的组成:
2.生物膜的流动镶嵌模型。
磷脂双分子层 生物膜的流动模型认为,___________构成了膜的基 本骨架;构成生物膜的磷脂具有流动性;大多数蛋白质分 子也是可以运动的。
3.糖被的结构及功能。
你观察到这个结构时, 你会认为这三层结构分 别是什么呢,从而你又 可以提出一个什么假说 呢?
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
相关知识:电子束照射大分子物质,散射度高,黑暗;照射
小分子物质,散射度低,光亮。
推理: 任务三:构建蛋白质分子在细胞膜中排布的模型
静态的“蛋白质-脂质-蛋白质”结构模式图
实验验证1:20世纪60年代,通过用干冰等冰冻后用冷刀
断开细胞膜,升温后暴露其断裂面及冰冻蚀刻技术,观察 到细胞膜中的蛋白质以镶在、嵌入、贯穿方式排列在磷脂 双分子层中。
实验验证3:1960年后:电子自旋共振光谱技术 发现磷脂分子可以做侧向扩散、旋转运动和翻 转运动等。
侧向扩散 旋转运动 摆动运动 伸缩震荡 翻转运动 旋转异构
结论:构成细胞膜的磷脂是运动的
1972年,桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson) 根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果,提出了 新的生物膜模型———流动镶嵌模型,为多数人所接受。
任务二:构建磷脂分子在细胞膜中排布的模型
实验验证:两位科学家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
实验现象:1959年,罗伯特
(J.D.Robertsen)利用超薄切片技术得 到了清晰的细胞膜电镜下的照片,显示 “暗—亮—暗”三层结构。
第四章
细胞的物质输入和输出 第二节
生物膜的流动镶嵌模型
实验现象:19世纪末,欧文顿用500多
种化学物质对植物细胞的通透性进行上 万次实验,发现细胞膜对不同物质的通透 性不同:凡可以溶于脂质的物质,比不 能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进 入细胞。20世纪初,科学家发现:细胞 膜也会被蛋白酶破坏。
不溶于脂 质的物质 溶于脂质 的物质
4.2生物膜的流动镶嵌模型
选择透过性
磷脂双分子层
蛋白质
决定
结构组成
Page 23
结构探究历程
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
想一想
■作为一个最小生命系统----细胞,最外层的 系统边界----细胞膜有哪些功能? ■如果让你制作一个细胞模型,作为细胞膜的 材料有三种:塑料袋、普通布和弹力布 ,你认 为哪种材料最好?为什么?
Page 2
对生物膜结构的探索
探索一: 19世纪末欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对 植物细胞的通透性进行上万次实验,发现细胞膜对不 同物质的通透性是不一样的。 溶于脂质的物质
Page 10
②蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的
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。
Page 11
探索六:
标本用干冰(液氮)冰冻后用冷刀断开,升温后暴露断裂面
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片
冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
Page 8
探索五: 1959年,罗伯特 森在电镜下看到细胞 膜由“蛋白质—脂 质—蛋白质”的三层 结构构成。
蛋 白 质
脂质
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
Page 9
请根据罗伯特森观察的结果构建 蛋白质在磷脂双分子层中排布方式的模型
单位膜模型 罗伯特森观点: ①蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧,所有膜厚度相同
相同点: 都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质。 1、流动镶嵌模型认为蛋白质在膜中的分布是 不同点: 不均匀的。而三层结构模型认为蛋白质均匀 分布在脂双层的两侧 2、流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动 的,而三层结构认为生物膜是静止结构
4、2生物膜的流动镶嵌模型
罗伯特森 三层结构
蛋白质—脂质—蛋白质
1970年 人、鼠细胞融合实验。
膜具流动性
1972,桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上,提出分子结构模型。 流动镶嵌模型
糖类
糖被(仅外侧)
磷 脂 双 分 子 结构特点:具有一定的流动性(磷脂分子和大层 多数蛋白质分子是可以运动的)
功能特点:选择蛋透白过质性(体现了膜结构内外的不对称性)
人教版高中生物必修一《分子与细胞》 第四章—细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
学习目标
1、生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么? 2、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领悟?
探究历程
欧文顿
19世纪中
19世纪末
奈利用探针刺向 细胞证明细胞表 面有一层膜
探探究历究程历程
“ 蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图
探究历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
朗姆瓦提出磷脂 头部亲水,尾部 疏水
罗伯特森 提 出膜的三层静 态统一结构
19世纪中
20世纪初
1925年
20世纪60年代
19世纪末
1917年
1959年
奈利用探针 刺向细胞证 明细胞表面 有一层膜
科学家通过化 学分析:膜的 主要成分是脂 质和蛋白质
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
3、使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是( )
A、磷脂能迅速吸水
B、磷脂是亲水性的 C、磷脂既是疏水性的又是亲水性的 D、磷脂是疏水性 4、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( )
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
20世纪 60年代
1970年 1972年
新技术带来新技术
流动镶嵌模型的诞生 在新的观察和实验基础上,桑格(S.J.Singer) 和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模 型——流动镶嵌模型
有保护和润滑作用,还与细 胞膜表面的识别有密切关系
糖脂
探究历程
流动镶嵌模型的基本内容
增大而厚度变小,其决定因素是细胞膜的( A )。
4、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( C ) 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
5、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH
CH2 CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 CH2 CH2
CH 2CH2
CH2 CH2
磷酸 头部 甘油 (亲水)
尾部 脂肪酸 (疏水)
磷脂分子
Year
1895年 20世纪初
蛋白质
结构组成
决定
结构探究历程
课后延伸
搜集生物膜在医药环 境等领域的应用
课堂练习:
1.下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点?( A )
2.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁,吞噬侵入人
体内的病菌,这个过程的完成依靠细胞膜的( C )。
3.一位细胞学家发现,当温度升高到一定程度时,细胞膜的面积
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流动镶嵌模型的基本内容:
(1)基本支架:磷脂双分子层 (2)功能承担者: 镶嵌 蛋白质 分布 贯穿 覆盖 (3)流动性: 磷脂双分子层与大多数蛋白质是可以运动的。 (4)细胞膜上的糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,糖蛋白主 要与保护、润滑、识别有关。
特点 不对称性
细胞膜的成分、结构、功能的关系图解
磷脂双分子层
A
)
2.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁, 吞噬侵入人体内的病菌,这个过程的完成依靠细胞膜的 ( C )。 A.选择透过性
C.流动性
B.保护作用
D.自由扩散
3.一位细胞学家发现,当温度升高到一定程度时,细 胞膜的面积增大而厚度变小,其决定因素是细胞膜的 ( A )。
A.结构特点具有流动性 B.选择透过性 C.专一性 D.具有运输物质的功能
用丙酮从红细胞中抽提出脂质,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两倍。 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的2层。 思考: 1、你能推测出什么结论? 2、细胞膜中的脂质为什么 会排列为连续两层呢?细 胞膜中的磷脂分子会排列 成怎样两层呢? 疏水基团 亲水基团
除了脂质外,蛋白质也是细胞膜的成分。那么, 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢?
变形虫吞噬草履虫
新技术带来新模型!!!
覆盖 镶嵌
贯穿
1970年
科学家用荧光染料将细胞膜表面蛋白质染色,再将人细胞 和小鼠细胞融合。最终,发现两种颜色的荧光均匀分布。
证明,蛋白质具有流动性;同时细胞膜也具有流动性。
思考: 根据已有的生物知识或生活经验,你能列举哪些证 明细胞膜具有流动性的证据。
1972年 桑格和尼克森 流动镶嵌模型
That`s all
书上习题
推测?
20世纪40年代,曾经有学者 推测蛋白质覆盖在脂质的两边!
磷脂双分子层
覆盖于磷脂层上的蛋白质
1959年,罗伯特森(J. D. Robertson ) 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片, 是静态结构。 显示暗-明-暗三层结构。
蛋白质在电镜下显暗色; 磷脂分子显亮色。
很多现象无法依据细胞膜的静态结构来解释!
19世纪末,欧文顿
细胞膜对不同物质的通透性不同
膜是由脂质组成的
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
思考: 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? 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?
细胞膜
20世纪初 科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析,发 现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解,也会被蛋白酶 分解。 确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质
高中生物① 分子与细胞
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
问题探讨
弹力布能完全表现 细胞膜的功能吗? 细胞膜具有: 1.屏障分隔作用 2.选择透过性 3.伸缩性
塑料袋
是谁,隔开了原始海洋的动荡, 是谁,为我日夜守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你, 我——一个小小的细 胞 会是何等模样?
从物质跨膜运输的实例可以看出,生物膜对 物质进出细胞是有选择性的。 为什么细胞膜能够控制物质的进出?这与膜 的结构有什么关系? 当年,科学家正是怀着对物质跨膜运输现象 产生的疑问,开始了对生物膜的探索......
4.下列物质中,不能横穿细胞膜进出细胞的是(
D
)
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
5.在人和鼠的细胞融合实验中,用两种荧光物分别标记 两种抗体,使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质 上(如下图)。实验结果表明,细胞开始融合时,人、鼠 细胞的表面抗原“泾渭分明”,各自只分布于各自的细胞 表面;但在融合之后,两种抗原就平均地分布在融合细胞 的表面了。请分析回答下面的问题。 (1)细胞融合的实验 表明了组成细胞膜的 蛋白质 __________分子是可以 运动的,由此也证明了 流动性 细胞膜具有__________ 的特点。 (2)在细胞融合实验中,一种抗体只能与相应的抗原结合 特异性 ,说明了这类物质在分子结构上具有__________。
20世纪初 科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析,发 现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解,也会被蛋白酶 分解。 确定细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质
思考: 1、在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析? 2、磷脂和蛋白质是通过什么样的排列组合方式参 与膜的构建的?
1925年 两位荷兰科学家Gorter和Grendel
糖被
物质基础
细胞识别 磷脂+蛋白质+糖类 组成 结构 决定 功能 物质交换 可流动 导致 流动性 保证 物质交换 体现 选择透过性
糖蛋白 磷脂分子
蛋白质分子
细胞膜的流动镶嵌模型
磷脂双分子层
1.下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点?( A.细胞膜是选择透过性膜 B.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C.细胞膜的分子结构具有流动性 D.有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动