一生物膜结构的探索历程课件.ppt

1、1第2节 生物膜的流动镶嵌模型2一一 生物膜结构的探索历程生物膜结构的探索历程问题：研究物体的结构一般需探明什么问题？问题：研究物体的结构一般需探明什么问题？3（1 1）实验观察：）实验观察：1919世纪末，欧文顿（世纪末，欧文顿（E.OvertonE.Overton）用用500500多种多种化学物质对植物细胞的通透性进行化学物质对植物细胞的通透性进行上万上万次实验发现：次实验发现：可以溶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。于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。（2 2）已有的相关知识：相似相溶）已有的相关知识：相似相溶1.1.欧文顿的假设欧文顿的假设42.对欧

2、文顿假设的验证对欧文顿假设的验证 20年后，另外的科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞提取年后，另外的科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞提取出来，化学分析表明，膜的主要成分是由出来，化学分析表明，膜的主要成分是由脂质（主要是磷脂质（主要是磷脂）和蛋白质。脂）和蛋白质。问题：问题：科学研究中是如何提出假设的？提出假设后还需要做什么？科学研究中是如何提出假设的？提出假设后还需要做什么？科学认识活动是以实验事实为基础的科学认识活动是以实验事实为基础的5尾部尾部头部头部疏水疏水亲水亲水当时已知的知识：膜的成分；磷脂分子的结构特点当时已知的知识：膜的成分；磷脂分子的结构特点（二）膜结构的探究（二）膜结构的探究

3、6 1.朗姆瓦的实验朗姆瓦的实验19171917年，朗姆瓦（年，朗姆瓦（LangmuirLangmuir）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，经过推挤，磷脂分子排列成了单层铺在了水面上。发完以后，经过推挤，磷脂分子排列成了单层铺在了水面上。朗姆瓦水盘如下图：朗姆瓦水盘如下图：7根据磷脂分子的特点，请推测：根据磷脂分子的特点，请推测：在水在水空气介面，磷脂分子是如何排列的？空气介面，磷脂分子是如何排列的？82.对生物膜磷脂分子排列方式的假设与验证对生物膜磷脂分子排列方式的假设与验证 问题：细胞内外均为液体的环境，根据上述实验结果，请问题：细胞内外均为液体的环境，根据上

4、述实验结果，请你设想一下，细胞膜上磷脂分子应怎样排列？你设想一下，细胞膜上磷脂分子应怎样排列？9材料：两位荷兰科学家的假设：材料：两位荷兰科学家的假设：1925年，两位荷兰科学家戈特年，两位荷兰科学家戈特(EGorter)和格伦德尔和格伦德尔(FGrendel)根据上述磷脂分子的特点提出，细胞膜是根据上述磷脂分子的特点提出，细胞膜是一种磷脂双分子层结构，其中磷脂分子的亲水性头部朝向一种磷脂双分子层结构，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，只有这种结构才可能两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧，只有这种结构才可能稳定于细胞内外均为极性液体的环境中。稳定于细胞内外均为极性液体的环

5、境中。基于实证的逻辑推理基于实证的逻辑推理10 实验验证：他们用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）实验验证：他们用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。结果支持假设，假出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。结果支持假设，假设没有被推翻。设没有被推翻。问题：该实验证实细胞膜是一种磷脂双分子层结构吗？问题：该实验证实细胞膜是一种磷脂双分子层结构吗？113.罗伯特森（罗伯特森（J.D.Robertson）的模型：）的模型：1959年，罗伯特森在电镜下观察到细胞膜清晰的暗年，罗

6、伯特森在电镜下观察到细胞膜清晰的暗-明明-暗暗三层结构。三层结构。提出提出“蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”模型（单模型（单位膜模型），蛋白质位膜模型），蛋白质以肽链的厚度覆盖。以肽链的厚度覆盖。他认为膜是静态的统他认为膜是静态的统一结构。一结构。12 支持罗伯特森假设的实验有哪些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 电镜观察到膜呈暗电镜观察到膜呈暗-明明-暗三层结构暗三层结构 13不支持罗伯特森假设的证据不支持罗伯特森假设的证据14从白细胞吞噬

7、细菌实验及人-鼠细胞融会实验可以得出什么结论？细胞膜具有流动性15细胞冰冻蚀刻实验细胞冰冻蚀刻实验时间：时间：20世纪世纪60年代年代实验：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结实验：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。构中的蛋白颗粒。讨论：讨论：单位膜的模型存在什么问题？单位膜的模型存在什么问题？结构与功能不相适应；模型理论与新的观察不一致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科学知识具有暂定性的特点164.桑格和尼克森在继承与创新中提出桑格和尼克森在继承与创新中提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型 时间：时间：1972年年171

8、1、生物膜的化学成分：、生物膜的化学成分：2 2、磷脂分子的存在形式：、磷脂分子的存在形式：3 3、蛋白质分子存在形态：、蛋白质分子存在形态：4 4、生物膜的结构特点：、生物膜的结构特点：镶在表面、嵌入、横跨三种。在细胞膜的外侧，有镶在表面、嵌入、横跨三种。在细胞膜的外侧，有糖蛋白构成的糖被。糖蛋白构成的糖被。18（1）生物膜的流动镶嵌模型的内容哪些是实验证明了的？生物膜的流动镶嵌模型的内容哪些是实验证明了的？哪些是科学家的推测？哪些是科学家的推测？模型是不是就完美无缺了呢？模型是不是就完美无缺了呢？成分、流动性成分、流动性磷脂的排列方式、蛋白质与脂质的关系磷脂的排列方式、蛋白质与脂质的关系1

9、9751975晶格镶嵌模型晶格镶嵌模型,1977,1977 年提出板块镶嵌模型年提出板块镶嵌模型19（2 2）纵观整个）纵观整个人们对建立生物人们对建立生物膜模型的探索过膜模型的探索过程，实验技术的程，实验技术的进步起到怎样的进步起到怎样的作用？作用？（3 3）分析生）分析生物膜模型的建物膜模型的建立过程中，结立过程中，结构与功能相适构与功能相适应是如何得到应是如何得到体现的？体现的？20（4）通过这节课，你应该获得什么？）通过这节课，你应该获得什么？掌握生物膜的流动镶嵌模型的内容掌握生物膜的流动镶嵌模型的内容 感受实验技术的进步对科学进步的影响感受实验技术的进步对科学进步的影响 结构与功能相适应的生物学基本观点在探索过程结构与功能相适应的生物学基本观点在探索过程 引领作用引领作用 体验科学家工作的历程，学习科学研究的方法、体验科学家体验科学家工作的历程，学习科学研究的方法、体验科学家工作的精神工作的精神