人教版高中生物必修一：4.2《生物膜的流动镶嵌模型》ppt课件

细胞膜的主要成分是什么？
蛋白质 约40%
具有选择透过性
课堂总结
主要成分
磷脂、蛋白质 （还有糖蛋白、糖脂）
结构
流动
结构模型 镶嵌
细
模型
胞
膜
基本骨架：磷脂双分子层
覆盖 镶嵌 贯穿
蛋白质
特性 具有一定的流动性
小结 对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 脂质 组成的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由＿
2、膜的基本支架: 磷脂双分子层.
3、蛋白质分子的位置:
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 的贯穿整个磷脂双分子层。（体现了膜结 构内外的不对称性）
生物膜的特点
结构特点： ❖ 结论：细胞膜具有一定的流动性
[资料一] 细胞膜的通透性实验
具有一定的流动性 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。
C 糖水解酶 D 淀粉酶 3、蛋白质有的镶嵌在脂双层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。 分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀
磷脂分子的运动 ①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动 ④伸缩震荡运动；⑤翻转运动；⑥旋转异构 化运动。
B 龙胆紫 D 淀粉酶
❖解析:细胞膜上有识别功能的糖蛋白, 而糖水解酶就把糖蛋白水解了.糖蛋白 就没有识别能力了.
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．

25
三、归 纳
（1）生物膜的流动镶嵌模型的内容哪些是实验证明了的？ •成分、流动性
• 哪些是科学家的推测？ 磷脂的排列方式、蛋白质与脂质的关系
• 模型是不是就完美无缺了呢？ • •1975晶格镶嵌模型,1977 年提出板块镶嵌模型
26
•（2）纵观整个 人们对建立生物 膜模型的探索过 程，实验技术的 进步起到怎样的 作用？ •（3）分析生 物膜模型的建 立过程中，结 构与功能相适 应是如何得到 体现的？
结构与功能不相适应；模型理论与新的观察不一致
科学知识具有暂定性的特点
16
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻
.人细胞
荧光标记 的蛋白质
诱导 融合
40分钟后
鼠细胞 1970年，Frye和Edidin的人--鼠细胞融合实验
膜脂分子的运动
4.桑格和尼克森在继承与创新中提出流动镶嵌模型 时间：1972年
24
27
脂筏模型(lipid model, Simons 1988)
这种模型是对膜的流动性的新理解，主要观点： ➢在甘油磷脂主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等富集区形成 相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”一样载着执
行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。 ➢ 脂筏在高尔基体上形成、参与信号转导、跨膜运输等过程
二、生物膜流动镶嵌模型
1、生物膜的化学成分： 主要由蛋白质和脂质组成 2、磷脂分子的存在形式： 磷脂双分子层为基本骨架，其中磷脂分子的亲水 性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。 3、蛋白质分子存在形态： 镶在表面、嵌入、横跨三种。在细胞膜的外侧，有 糖蛋白构成的糖被。
4、生物膜的结构特点： 流动性（磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的）
14
支持罗伯特森假设的实验有哪些 ？ • 化学分析知道膜含有脂质、蛋白质的实验 • 测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积实验 • 电镜观察到膜呈暗-明-暗三层结构

塑料袋
用结构跟功能相适应的 观点分析，用哪种材料 做细胞膜更适于体现细 胞膜的功能？
其他……
一、对生物膜结构的探索历程
1、对生物膜成分的探索 资料1 时间：19世纪末
人物：欧文顿(E.Overton）
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。
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 所有生物膜都由蛋白
三层结构
质—脂质—蛋白质三层
构成
人、鼠细胞融合实验
膜具流动性
冰冻蚀刻电子显微法
蛋白质在膜中的分布是不对称的
学生活动:
请在以上科学事实的 基础上,你们会提出一个 怎样的生物膜模型呢?
二、流动镶嵌模型的基本内容：
1972年，桑格和尼克森 提出流动镶嵌模型
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架不是静止 的,具有流动性。
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，有的贯穿于整个磷脂双 分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的.
思考
生物膜的流动镶嵌模 型是不是已经完美无缺？
科技前沿： 不断完善和发展的尔流化动2学0镶奖03授嵌年予度模两诺型名贝研
究细胞膜的美国科学 家阿格雷和麦金农。 以表彰他们在细胞膜 物质运输的通道方面 所做的贡献。他们 1988年成功分离出水 通道蛋白，1998年测 出钾离子通道的立体 结构
这一观点是否正确呢？
资料5：人-鼠细胞融合实验 时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等
37℃下40min后出现了 什么现象？说明什么？
膜上的蛋白具有
流动性
这一实验以及相关的 其他实验证据表明细 胞膜具有流动性。

利用冰冻蚀刻电子 显微法观察细胞膜
探究历程
Year
材料5：冰冻蚀刻电子显微法
将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温 后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模 型如下：
20世纪 60年代
蛋白质镶在、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。
对生物膜结构的探索历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
提取出细胞膜
1917年
朗姆瓦
探究历程
Year
材料3：磷脂分子结构
1917年
美国科学家朗姆瓦指出：磷脂分 子的头部是亲水的，尾部是疏水的。
CH2一N+（CH3）3
CH2
O
O=P O--
O CH2 CH-CH2
OO
C=O C=O
CH2 CH2
CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
材料2：其他科学家实验
20世纪初
1.制备纯净细胞膜选用什么材料？ 为什么选用该材料？
2.该实验现象说明了细胞膜中含有哪种物质？
应用化学手段分析表明： a.膜的主要成分是脂质和蛋白质。 b.组成膜的脂质中磷脂含量最多。
对生物膜结构的探索历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
提取出细胞膜 1917年
19世纪末 20世纪初
1925年
朗姆瓦提出 磷脂头部亲水， 尾部疏水
探究历程
Year
材料3：荷兰科学家实验
1925年
从红细胞中提取脂质，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！
对生物膜结构的探索历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成