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第二节生物膜流动镶嵌模型

主讲老师：陈福民第1页第1页一个物质或物体结构，事实上是指其构成成份之间组合形式。要弄清一个物质或物体结构，首先要弄清它构成成份。问题细胞膜构成成份是什么呢？第2页第2页欧文顿的实验时间：19世纪末（1895年）试验：欧文顿(E.Overton)用500各种化学物质对植物细胞通透性进行上万次试验，发觉细胞膜对不同物质通透性是不同：能够溶于脂质物质比不能溶于脂质物质更容易经过细胞膜。提出假说：膜成份中有脂质●●不溶于脂质物质溶于脂质物质细胞膜第3页第3页时间：20世纪初试验：科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞中分离出来。化学分析表明：膜主要成份是脂质和蛋白质科学家的实验试验证实：欧文顿假说是正确第4页第4页问题脂质和蛋白质是如何构成膜呢？第5页第5页时间：1925年

试验：两位荷兰科学家用丙酮（一个有机溶剂，能够溶解脂质）从人红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积正好为红细胞表面积2倍。得出结论：细胞膜中脂质分子为两层荷兰科学家的实验第6页第6页磷脂的化学结构第7页第7页水空气问题科学家是如何从这一现象中得出“磷脂在细胞膜中必定是双层排列”这一假说呢？第8页第8页磷脂分子在细胞膜中排列水水水水水水第9页第9页问题蛋白质在脂质双分子层中是如何分布呢？第10页第10页

标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中分布是不对称冰冻蚀刻电子显微法第11页第11页罗伯特森的实验和假说时间：20世纪50年代

试验：20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观测细胞膜。1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清楚暗－亮－暗三层结构（如图示）。他结合其它科学家工作，大胆提出生物膜模型（也被称为“三明治”结构模型）。

主要内容：膜主体是连续脂双分子层，所有生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，电镜下亮层是脂质，暗层是蛋白质。他把生物膜描述为静态、统一结构，也称为“单位膜模型”。第12页第12页问题这样结构模型能解释膜功效吗？结构与功效相适应基本生物学观点第13页第13页红色荧光染料标识人细胞表面蛋白质细胞融合绿色荧光染料标识鼠细胞表面蛋白质杂交细胞37℃40min科学家的实验时间：1970年得出结论：细胞膜含有流动性试验：第14页第14页单位膜模型缺点：单位膜模型认为：膜是静止；试验或事实证实：膜是运动；膜是统一不同膜功效不同决定不同膜结构不同单位膜模型不能较好地解释膜各种功效问题如何对这一模型进行修正，从而能更加好地表达结构与功效相适应特点呢？第15页第15页第16页第16页流动镶嵌模型的基本内容1、磷脂双分子层构成膜基本支架，磷脂含有流动性。2、蛋白质分子有镶在磷脂双分子层表面，有部分或所有嵌入磷脂双分子层中，有横跨整个磷脂双分子层。（这表达了膜结构内外不对称性）。大多数蛋白质分子能够运动。第17页第17页小资料细胞膜通道研究突破诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出开创性奉献。阿格雷得奖是由于发觉了细胞膜水通道，而麦金农奉献主要是在细胞膜离子通道结构和机理研究方面。他们发觉阐明了盐分和水如