第二节生物膜的流动镶嵌模型

1、 资料一：资料一：E.Overton 1895年发现凡年发现凡 是溶于脂肪的物质很容易透过植物是溶于脂肪的物质很容易透过植物 的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不 易透过细胞膜。易透过细胞膜。 膜是由脂质组成的。膜是由脂质组成的。 资料二：磷脂是一资料二：磷脂是一 种由甘油、脂肪种由甘油、脂肪 酸和磷酸所组成酸和磷酸所组成 的分子，的分子，“头头” 部是亲水的，部是亲水的， “尾尾”部是疏水部是疏水 的。的。 模型构建模型构建1：磷脂磷脂 分子在水表面上分子在水表面上 将怎样排布？将怎样排布？ 模型构建模型构建2：细胞处于水环境中，那细胞处于水环境中，那 么，磷脂分子在

2、水体内，是怎样排么，磷脂分子在水体内，是怎样排 布的呢？布的呢？ 推测细胞膜由双层脂分子组成推测细胞膜由双层脂分子组成 资料三：资料三： E.Gorter&F.Grendel 1925用有机溶剂提取了用有机溶剂提取了 人类红细胞质膜的脂类人类红细胞质膜的脂类 成分，将其铺展在水面，成分，将其铺展在水面， 测出膜脂展开的面积二测出膜脂展开的面积二 倍于细胞表面积。倍于细胞表面积。 资料四：资料四：2020世纪初，科学家第一次世纪初，科学家第一次 将膜从哺乳动物的红细胞中分离出将膜从哺乳动物的红细胞中分离出 来。化学分析表明，膜的主要成分来。化学分析表明，膜的主要成分 是脂质和蛋白质。是脂质和蛋白

3、质。 资料五：资料五：J.D.RobertsonJ.D.Robertson 19591959有超薄切片获得了清有超薄切片获得了清 晰的细胞膜照片，显示暗晰的细胞膜照片，显示暗 - -明明- -暗三层结构，厚约暗三层结构，厚约 7.5nm7.5nm。 思考：蛋白质如何与脂双层思考：蛋白质如何与脂双层 组成细胞膜？组成细胞膜？ Robertson的的“单位膜单位膜”模型模型: 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质三层结构。蛋白质三层结构。 静态的静态的“蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质”结构模式结构模式图图 这种模型特点：这种模型特点： 蛋白质分子都蛋白质分子都覆盖覆盖在磷脂双分子层的两侧在磷脂

4、双分子层的两侧 构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是 静止静止不动的不动的 step4step4：生物膜的生物膜的 结构是固定的吗？结构是固定的吗？ 变形虫的运动 资料六：资料六：19701970年年Larry FryeLarry Frye等人将人和鼠等人将人和鼠 的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种 细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光，另细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光，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。种荧光抗体均匀分布。 7 7、 S.J.Singer&G

5、.NicolsonS.J.Singer&G.Nicolson 1972 1972根据根据 免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结 果，在果，在“单位膜单位膜”模型的基础上提出模型的基础上提出 “流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。强调膜的。强调膜的流动性流动性和和 膜蛋白分布的膜蛋白分布的不对称性不对称性。 1 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具 有有流动流动性性 2 2、蛋白质分子有的、蛋白质分子有的镶镶在磷脂双分子层表面，在磷脂双分子层表面， 有的部分或全部有的部分或全部嵌嵌入磷脂双分子层中，有的入磷脂双分子层中，有的 横跨整个磷脂双分子层。（这体现了膜结构横跨整个磷脂双分子层。（这体现了膜结构 内外的不对称性）。大多数蛋白质分子可以内外的不对称性）。大多数蛋白质分子可以 运动运动。 二、二、流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容的基本内容 1 1、化学成分：脂类分子和蛋白质分子、化学成分：脂类分子和蛋白质分子 2 2、立体结构：以磷脂双分子层为基本骨架，蛋白、立体结构：以磷脂双分子层为基本骨架，蛋白 质分子镶嵌、贯穿其中或覆盖表面。质分子镶嵌、贯穿其中或覆盖表面