第四章 生物膜流动镶嵌模型

第二节生物膜的流动镶嵌模型生物膜的主要成分是什么？其重要特性是什么？什么是生物膜系统？生物膜系统在细胞的生命活动中重要作用有哪些？温故知新温故而知新细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜渗透现象原理：水分子多→水分子少两个条件：1、具有半透膜2、膜两侧有浓度差一、对生物膜结构的探索历程※19世纪末，欧文顿实验1、从生理功能入手的细胞膜组成成分探究非脂溶性物质脂溶性物质假说：膜是由脂质(磷脂)组成的用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。细胞膜相似相溶原理动动脑筋生物膜上只有脂质吗？※实验验证：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。假说：膜的主要成分：脂质(磷脂)和蛋白质动动脑筋1925年,两位荷兰的科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,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.猜猜看:磷脂在细胞膜中如何排布？？？？2、生物膜模型的探究疏水尾部亲水头部磷脂分子的结构磷酸甘油脂肪酸胆碱磷脂分子在空气-水界面上如何排布？磷脂分子在空气和水的界面上展开为一层。结论：膜中脂质分子排列为连续两层。细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？推测1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清楚的暗-亮-暗的三层结构。他把生物膜描述为静态的统一结构，并构建了单位膜模型。蛋白质脂质蛋白质细胞膜中的蛋白质是怎样分布的？许多科学家对生物膜是静态的观点提出质疑，因为静态的单位膜模型无法解释许多现象。例如：白细胞吞噬病菌、细胞生长、变形虫的变形运动、分泌蛋白的形成等。变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫20世纪60年代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蛋白颗粒的分布。实验中将标本用干冰等冰冻后，用冷刀断开，升温后暴露断裂面冰冻蚀刻电子显微法蛋白质镶嵌、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的小鼠细胞绿色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合40min37℃

杂交细胞红色荧光染料标记的膜蛋白人细胞膜蛋白具有一定的流动性※1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动小资料磷脂分子的运动细胞膜具有流动性※在新的观察和实验证据基础上，1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容2、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3、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，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）流动镶嵌模型的基本内容1、生物膜主要有脂质和蛋白质组成5、（1）细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）（2)有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂4、生物膜的结构特点：一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）总结：生物膜的流动镶嵌模型探究历程1895年膜是由脂质组成的20世纪初膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层1959年“三明治”结构模型1972年流动镶嵌模型1970年细胞膜具有一定的流动性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

组成的；20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由

和

组成；罗伯特森1959年提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由

三层结构；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

提出了

。脂质脂质蛋白质蛋白质－脂质－蛋白质流动性尼克森流动镶嵌模型自主评价课堂习题1、（2010兰州·模拟）下列关于生物膜结构的探索历程说法不正确的（）A欧文顿通过对膜成分的提取和鉴定，认识到细胞膜是由脂质组成的B科学家通过提取红细胞中的脂质实验，得出结论，膜的脂质分子是双层排布C罗伯特森通过电镜观察，提出了生物膜的“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治结构模型D在建立生物膜结构模型的过程中，实验技术起了关键的推动作用A2、细胞膜的结构特点是（）A脂质和蛋白质构成B磷脂为分子层结构C细胞膜具有选择性D细胞膜具有一定得流动性DA3、一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，其决定因素是细胞膜（）A具有流动性B具有选择透过性C具有专一性D具有运输物资的功能如图所示为细胞膜的亚显微结构，请据图回答下列问题：

（1）从化学成分上看，图中的①是

，②是

，③是

。

构成了细胞膜的基本支架。（2）据图分析，哪一侧为细胞膜的外侧：

。判断的依据是

。（3）细胞膜的结构特点

，这种特点表现为图中的[]和[]大都可以

。（4）细胞膜的功能特性是