(新）生物膜的流动镶嵌模型.ppt

第2节 生物膜的（ ）模型 细胞膜的功能特点（选择透过性）究竟需要细胞膜具有什么样的结构才能体现？ 细胞膜的组成成分是什么呢？ 一、对生物膜结构的探索历程 一、对生物膜结构的探索历程 时间 科学家或实验名称 实验内容 假说或结论 欧文顿 两位荷兰科学家 罗伯特森 19世纪末 1925年 1959年 1970年 1972年 荧光染料标记实验 桑格和尼克森 20世纪初 对生物膜结构的探索历程 2、根据这些科学家的实验及结论，请你逐步构建细胞膜的模型。 （在草稿纸上画出平面或立体模型，或利用你手中的材料进行构建） 思考： 细胞膜的组成成分？ 磷脂分子在空气-水界面上的分布？ 磷脂分子在细胞膜上的分布？（细胞膜内外都是液体有水的环境？） 蛋白质分子在细胞膜上的分布？ 3、总结流动镶嵌模型的基本内容。 1、填写表格 膜的成分中有脂质 实验证明：膜的主要成分是脂质和蛋白质 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？为什么？ 欧文顿提出细胞膜是由脂质构成的，是直接对膜成分进行提取、鉴定，还是一种推理？ 时间：20世纪初 实验：科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析 化学分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质 得出结论： 细胞膜中的脂质分子为连续两层排列 为什么磷脂能在空气－水界面上铺展开呢？ 脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？ 时间：1925年人物：荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德F.Grendel 实验：用丙酮（一种有机溶剂，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约为红细胞表面积的2倍 结论： 细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为连续的双分子层 活动主题二: 根据以上实验结论构建细胞膜中磷脂分子的排布模型 磷酸亲水头部 脂肪酸链疏水尾部 时间：1917年 实验：朗姆瓦（Langmuir）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。 B：根据磷脂分子的结构特点，展开你的想像力，尝试构建磷脂分子在水—空气界面中的模型 A：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。 活动主题一：请根据朗姆瓦的实验构建磷脂分子在空气与水界面上分布的模型 磷脂分子的特点： “头”部具亲水性，“尾”部具疏水性 磷脂分子排列为单分子层 水 空气 单层磷脂分子在空气—水界面应该如何排列？ 如果将磷脂分子注入水中，又会如何排列？ 磷脂分子在细胞膜中的排列 蛋白质在脂质双分子层中是怎样分布的呢？ 膜的主体是连续的 脂双分子层，所有的生物膜 都由蛋白质－脂质－蛋白质 三层结构构成。他把生物膜 描述为静态的、统一的结构， 称为“单位膜”模型。 时间：1959年 实验：罗伯特森用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗－亮－暗的三层结构。 结论： 注：蛋白质电子密度高显黑色发暗，磷脂分子的电子密度低发亮。 生物膜为蛋白质－脂质－蛋白质三层统一的静态结构 “单位膜”模型能解释这个现象吗？ 红色荧光染料标记人细胞表面蛋白质 细胞融合 绿色荧光染料标记鼠细胞表面蛋白质 杂交细胞 37℃ 40min 时间：1970年 得出结论： 细胞膜上的蛋白质具有流动性 实验： 单位膜模型的缺陷 “单位膜”模型认为： 膜是静止的； 实验或事实证明： 膜是运动的； 膜是统一的 不同的膜功能有差异 单位膜模型不能很好地解释膜的多种功能 应该对这一模型怎样修正，才能更好地体现结构与功能相适应的特点呢？ 1972年，桑格和尼克森对细胞膜结构模型进行修正 细胞膜上的蛋白质具有流动性 实验证明： 实验结论： 通过相关的实验证明细胞膜具有一定的流动性 1972年，桑格和尼克森提出 流动镶嵌模型 模型 第2节 生物膜的（ ）模型 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。 膜是由脂质组成的 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