生物膜的流动镶嵌模型

1、第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出糖糖 类类（占细胞膜总量的（占细胞膜总量的2%2% 10%10%）脂脂 质质（约占细胞膜总量的（约占细胞膜总量的50%50%）蛋白质蛋白质（约占细胞膜总量的（约占细胞膜总量的40%40%）细胞膜的成分细胞膜的成分 细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成了细胞细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成了细胞的的生物膜系统生物膜系统。细胞膜和其他生物膜都是细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜选择透过性膜。 为什么生物膜能控制物质进出？生物膜的结构到底如何？第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模

2、型一一 对生物膜结构的探索历程对生物膜结构的探索历程时间时间：19世纪末（世纪末（18951895年）年） 人物：人物：欧文顿欧文顿实验：实验：凡是凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质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。更容易通过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的。提出假说：膜是由脂质组成的。非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质欧文顿欧文顿推论是否正确呢？细胞膜中除含推论是否正确呢？细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？有脂质外，还有没有其他成分呢？ 化学分析表明：膜的主要成分是化学分析表明：膜的主要成分是 脂质脂质 和和蛋白质蛋白质 吸水吸水涨破涨破 时

3、间：时间：2020世纪初世纪初第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 脂质和蛋白质是通过什么样的排列方式参与膜的构建的？想一想将红细胞中提取的脂质，在空气将红细胞中提取的脂质，在空气水界面上水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的细胞表面积的2倍。倍。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列结论：细胞膜中的脂质分子必然排列成连续成连续两两层层铺成单分子层后铺成单分子层后时间：时间：1925年年 人物：荷兰科学家人物：荷兰科学家这两层脂质分子是这两层脂质分子是怎样排列的呢？怎样排列的呢？小资料小资料磷脂是组成细胞磷脂是组成细胞

4、的主要脂质，是的主要脂质，是一种由甘油、脂一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等肪酸、和磷酸等所组成的分子。所组成的分子。它有一个它有一个亲水亲水的的磷酸磷酸“头头”部，部，和一个和一个疏水疏水的脂的脂肪酸肪酸 “尾尾”部。部。想一想：想一想：磷脂分子在空气磷脂分子在空气- -水界面水界面上会怎么样铺展上会怎么样铺展？亲水“头部”疏水“尾部“水水空气空气亲水的亲水的“头部头部”与水接与水接触，疏水的触，疏水的“尾巴尾巴”远远离水，朝向空气的一面，离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成在水空气界面上铺展成单分子层。单分子层。一一 、对生物膜结构的探索历程、对生物膜结构的探索历程（一）从生物膜成分入手的

5、探究（一）从生物膜成分入手的探究水水水水 D水水水水 E水水 C水水水水水水 A水水 B水水双层双层磷脂分子在细胞膜中具体是磷脂分子在细胞膜中具体是怎样排布的呢？怎样排布的呢？问题：问题：一一 、对生物膜结构的探索历程、对生物膜结构的探索历程（一）从生物膜成分入手的探究（一）从生物膜成分入手的探究连连续续两两层层排排列列蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？11实验证据：从形态学角度入手的科学探究从形态学角度入手的科学探究蛋白质蛋白质脂质单位膜模型“蛋白质蛋白质- -脂质脂质- -蛋白质蛋白质”三三层统一的层统一的静态静态模式模式图图蛋白质的电子密度高，在蛋白质的电子密度

6、高，在电镜下显暗色；磷脂分子电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。的电子密度低，显亮色。时间：时间：1959年年 人物：罗伯特森人物：罗伯特森12单位膜模型无法解释的现象单位膜模型无法解释的现象第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型a a、各种生物膜功能难以实现；、各种生物膜功能难以实现；b b、细胞的生长、变形虫的变形运动等现、细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释。象不好解释。对蛋白质对蛋白质脂质脂质蛋白质（单位膜模型）蛋白质（单位膜模型）质疑：质疑： 14新技术带来新模型新技术带来新模型科学家关于蛋白质科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的在细胞膜上存在的三种方式的

7、概括：三种方式的概括：1 在膜表面在膜表面2 嵌在膜中嵌在膜中3 穿透膜穿透膜跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白蛋白质在膜中的分布是蛋白质在膜中的分布是不对称不对称的的第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型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：细胞膜具有流动性结论：细胞膜具有流动性16实验结论:细胞膜具有流动性第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 1972年，桑格和尼克森在新的观察和实桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型验证据的基础上，提出了流

8、动镶嵌模型。1. 磷脂双分子层构成了膜的基本支架磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架这个支架不是静止的。不是静止的。2. 磷脂双分子层是轻油般的液体磷脂双分子层是轻油般的液体,具有流动性。具有流动性。3. 蛋白质分子有镶在表面、嵌入、贯穿三种，蛋白质分子有镶在表面、嵌入、贯穿三种， 外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖蛋白。外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖蛋白。 （判断细胞膜的内侧和外侧）（判断细胞膜的内侧和外侧）1. 磷脂双分子层磷脂双分子层 2. 蛋白质分子蛋白质分子 （1）分布：镶嵌）分布：镶嵌 嵌入嵌入 贯穿贯穿 （2）功能：载体）功能：载体3. 糖类糖类 （1）糖蛋白（糖被）糖蛋白（

9、糖被） 保护保护 润滑润滑 识别识别 免疫免疫 血型决定血型决定 （2）糖脂）糖脂 蛋白质分子蛋白质分子磷脂双分子层磷脂双分子层糖蛋白糖蛋白多糖多糖膜的基本支架膜的基本支架第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型二二 流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型的基本内容3 3、蛋白质有的、蛋白质有的镶嵌镶嵌在脂双层的表面，有的在脂双层的表面，有的嵌插嵌插在其内部，有在其内部，有的的贯穿贯穿整个整个磷脂双分子层，表现出磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。分布的不对称性。1 1、生物膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中、生物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。4 4、在细胞膜的、在细胞膜的外表外表，有一层由细胞膜上的蛋白，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被糖被。细胞膜。细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂糖脂。2 2、磷脂、磷脂分子头部向外，尾部相接构成