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第4章 细胞的物质输入和输出

第4章 细胞的物质输入和输出. 第2节 生物膜的流动镶嵌模型. 一、对生物膜结构的探索历程. 让我们跟随科学家一同去探索. 19世纪 欧文顿. 1925年 两位荷兰科学家. 1959年 罗伯特森. 1970年 小鼠细胞和人细胞融合. 1972年 桑格和尼克森. 非脂溶性物质. 脂溶性物质. 1 ．对生物膜 成分 的探索 —— 脂质. 资料 1. 实验： 用 500 多种物质对植物细胞的 通透性 进行上万次的实验。 细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶 于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。. 时间： 19 世纪末 1895 年

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第4章 细胞的物质输入和输出

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Presentation Transcript

  1. 第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 生物膜的流动镶嵌模型

  2. 一、对生物膜结构的探索历程 让我们跟随科学家一同去探索 19世纪 欧文顿 1925年 两位荷兰科学家 1959年罗伯特森 1970年小鼠细胞和人细胞融合 1972年桑格和尼克森

  3. 非脂溶性物质 脂溶性物质 1．对生物膜成分的探索——脂质 资料1 实验：用500多种物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验。 细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：溶 于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。 时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 发现: 生物膜的成分是否只有脂质一种？还有其他成分？ 相似相溶原理 假说： 　　膜是由脂质组成的

  4. 2．对生物膜成分的探索——蛋白质 生物膜中可能还含有蛋白质 资料2 生物膜中的脂质主要是哪一种？ 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。 问题探讨： 脂质分子与蛋白质在膜中如何排列 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? 得出结论：

  5. 不要着急！！！！ 先来了解下磷脂分子结构特点：

  6. 分组讨论 根据磷脂分子的结构特点 1．利用手中的磷脂分子模型摆出下面两种情况下磷脂的分布情况： ①在空气－水界面上 ②完全浸没在水中。 2．人体组织细胞内外环境如何，预测生物膜中磷脂的排列方式，并摆出来。

  7. 空气 水 以人细胞为例，预测生物膜中磷脂的排列方式为哪一种

  8. 3．对生物膜结构的探索——磷脂双分子层 资料 时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：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。 结论： 膜中脂质分子排列为连续两层

  9. 猜想 利用给定的材料猜想磷脂双分子层与蛋白质的排布方式。

  10. 4．对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式4．对生物膜架构的探索——脂质和蛋白质的排布方式 资料4：罗伯特森的实验 电子显微镜是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。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。(照片) 超薄切片技术获得的细胞膜照片 假说： 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的三层静态统一结构（单位膜三明治模型）。

  11. 三明治模型

  12. 变形虫 如果生物膜是 静态统一的结构 那么变形虫的变形运动，细胞的生长怎样解释？

  13. 标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。 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。

  14. 1．蛋白质与磷质排布与你先前的猜想有何区别？与三明治模型呢？1．蛋白质与磷质排布与你先前的猜想有何区别？与三明治模型呢？ 2．三明治模型还有何不足之处，找出证据说明。 学习小组讨论

  15. 人细胞 40分钟后 诱导 融合 370C 荧光标记 膜蛋白 鼠细胞 资料6：人-鼠细胞融合实验 时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合。（动画） 结论：细胞膜具有一定的流动性

  16. 桑格和尼克森在继承中创新提出流动镶嵌模型 经历了探索的历程,你能总结出流动镶嵌模型的内容吗？

  17. 总结：生物膜结构的探究历程 19世纪末 欧文顿 多种物质对膜通透性实验 膜是由脂质组成的 20世纪初 对红细胞膜化学分析 膜中含脂质和蛋白质 1925年， 两位荷兰 科学家 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 脂质双层结构 1959年， 罗伯特森 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。 1970年 膜具流动性 1972，桑格和尼克森 新的观察和实验证据的基础上，提出分子结构模型。 流动镶嵌模型

  18. 1．磷脂双分子层构成膜的基本支架。 2．蛋白质分子有的镶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。 3．磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性。 二、流动镶嵌模型的基本内容

  19. 2．生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。2．生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？说说你的看法。 思考 1．在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示? （1）科学研究的艰辛历程； （2）告诉我们建立模型的一般方法； （3）实验技术的进步推动科学发展； （4）结构与功能相适应； （5）科学理论是在不断修正中完善的。 生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。

  20. 概念图小结 生物膜 结构特点 功能特点 选择透过性 ④ 流动性 ③ 决定 磷脂双分子层 蛋白质分子 ① ② 结构探究历程 结构组成

  21. 随堂闯关 第一关 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 C

  22. 不要灰心，再来一次！ 不要灰心，再来一次！ 不要灰心，再来一次！ 随堂闯关 第二关 下列哪种膜结构能通过生物大分子（　） A 细胞膜 B 核膜 C 线粒体膜 D 叶绿体膜 B

  23. 随堂闯关 第三关 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 主动运输 D 选择透过性 B

  24. 随堂闯关 第四关 细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（　） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸 A

  25. 随堂闯关 第五关 下列物质中,不能横穿细胞膜进出细胞的是（　） 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 D

  26. 随堂闯关 最后一关 　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。 细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__________分子是可 以运动的，由此也证明了细胞膜具有__________的特点。 蛋白质 流动性

  27. 课外探究 1．细胞膜中除了含有磷脂和蛋白质分子外，还有其它物质吗？请你课后搜索这方面的信息。 2．制作细胞膜模型有没有更好的设计方法和更合适的实验材料。希望你课后能尝试一下。 …

  28. 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 ● ● 细胞膜

  29. 两层暗层（蛋白质） 一层明层（脂质）

  30. 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 根据现象和已有知识提出假说或模型

  31. 谢谢！

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