生物膜的流动镶嵌模型讲课

1、第四章第二节 生物膜的流动镶嵌模型从生理功能入手的科学研究从生理功能入手的科学研究19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜从实验现象能推测出什么结论呢？思考与讨论思考与讨论: :最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？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？膜是由脂质组成最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察来证实。提出假说20世纪初，科学家将细胞膜

2、从哺乳动物的成熟的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：实验证据从生理功能入手的科学探究从生理功能入手的科学探究膜的主要成分是脂质脂质和蛋白质蛋白质脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？问题：问题：实验：1925年，两位荷兰科学家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。科学家由此得出结论科学家由此得出结论：为什么磷脂在空气为什么磷脂在空气水界面铺展成单分子层？水界面铺展成单分子层？科学家是如何从这一现象推导出科学家是如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜上排列脂质在细胞膜上排列为连续的两层为连续的两层”？小资料磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘

3、油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？亲水“头部”水水空气空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。疏水“尾部”单分子层的面积恰为红细胞表面积的单分子层的面积恰为红细胞表面积的2 2倍倍 1959年，罗伯特森利用电镜，获年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗得了清晰的细胞膜照片，显示暗明明暗暗的三层结构。的三层结构。蛋白质蛋白质脂质蛋白质-脂质-蛋白质的“三明治”模型静止模型的观点静止模型的观点 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质（三层结

4、构）蛋白质（三层结构）要点：要点：所有膜结构都相同所有膜结构都相同静态的结构静态的结构质疑：）各种生物膜功能不同，应该结构也不同）各种生物膜功能不同，应该结构也不同）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释不好解释新的发现：随着新技术的运用，科学家发现随着新技术的运用，科学家发现膜蛋白并不是全部铺在脂质的表面，膜蛋白并不是全部铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。中的。小鼠细胞和人细胞融合实验时间：时间：1970年 人物：人物：费雷和埃迪登等实验：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结论：细胞膜具

5、有流动性结论：细胞膜具有流动性 1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了证据的基础上，提出了流动镶嵌模型流动镶嵌模型,为多为多数人所接受数人所接受1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中的蛋白质组成。还有少量的多糖。的蛋白质组成。还有少量的多糖。流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容： 2、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物膜的基本骨架；膜的基本骨架；3、蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌

6、入蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌入在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。出分布的不对称性。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。有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂糖蛋白的作用：糖蛋白的作用：1有保护和润滑作用，有保护和润滑作用，2还与细胞膜表面的识别有密切关系还与细胞膜表面的识别有密切关系（2）膜蛋白的运动性）膜蛋白的运动性5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了动的，体现了膜的流动性膜的流动性（结构特点结构特点）（1）磷脂分子的运动性）磷脂分子的运动性小结：小结

7、：1.生物膜的组成：生物膜的组成：生物膜是由生物膜是由_和和_组成的。组成的。脂质脂质蛋白质蛋白质2.生物膜的流动镶嵌模型。生物膜的流动镶嵌模型。 生物膜的流动模型认为，生物膜的流动模型认为，_构成了膜的基构成了膜的基本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分子也是可以运动的。子也是可以运动的。磷脂双分子层磷脂双分子层3.糖被的结构及功能。糖被的结构及功能。 糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_和和_结合形成的糖蛋白，其作用是结合形成的糖蛋白，其作用是_、_等。等。蛋白质蛋白质糖类糖类细胞识别细胞识

8、别保护润滑保护润滑：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。 。20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由 和 组成。脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出 . 1959年罗伯特森提出的“三明治”模型：所有生物膜都由 三层结构。 如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？ 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 。 1972年，桑格和尼克森提出了 。 回顾：对生物膜结构的探索历程回顾：对生物膜结构的探索历程溶于脂质的膜是由脂质组成脂质蛋白质脂质分子排列为连续的两层蛋白质-脂质-蛋白质流动性流动镶嵌模型A不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！CDB不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！不要灰心，不要灰心，再来一次！再来一次！恭喜你，答恭喜你，答对了！再接对了！再接再厉！再厉！实战演练实