1、第2节 生物膜流动镶嵌模型1第1页第1页普通布普通布弹力布弹力布塑料布塑料布2第2页第2页一 生物膜结构摸索历程细胞膜构成成份是什么呢？细胞膜构成成份是什么呢？3第3页第3页1919世纪末，欧文顿（世纪末，欧文顿（E.OvertonE.Overton）用用500500各种化学物质对植各种化学物质对植物细胞通透性进行上万次试验发觉：物细胞通透性进行上万次试验发觉：能够溶于脂质物质比能够溶于脂质物质比不能溶于脂质物质更容易通过细胞膜。不能溶于脂质物质更容易通过细胞膜。不溶于脂质物质不溶于脂质物质不溶于脂质物质不溶于脂质物质 溶于脂质物质溶于脂质物质溶于脂质物质溶于脂质物质 细胞细胞细胞细胞膜膜膜膜
2、提出假说：提出假说：膜是由脂质构成膜是由脂质构成4第4页第4页试验：用蛋白酶处理哺乳动物红细胞膜，试验：用蛋白酶处理哺乳动物红细胞膜，结果细胞膜被破坏。结果细胞膜被破坏。试验现象阐明细胞膜中含有试验现象阐明细胞膜中含有 蛋白质蛋白质5第5页第5页时间：时间：20世纪初世纪初试验：试验：科学家第一次将膜从哺乳科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞中分离出来进行化学动物红细胞中分离出来进行化学分析分析应用化学手段分析表明：应用化学手段分析表明：1膜主要成份是膜主要成份是脂质和蛋白质脂质和蛋白质 2构成膜脂质中构成膜脂质中含量最多含量最多 磷脂磷脂6第6页第6页试验证据：从生理功效入手科学探究从生理功效入
3、手科学探究 资料资料3 3：19251925年，荷兰科学家提取脂质试验，发年，荷兰科学家提取脂质试验，发觉磷脂在觉磷脂在空气水空气水界面上铺展成单分子层，且表界面上铺展成单分子层，且表面积是细胞膜表面积面积是细胞膜表面积2 2倍。倍。猜猜看猜猜看:磷脂在细胞膜中如何排布？磷脂在细胞膜中如何排布？7第7页第7页磷脂分子结构磷脂分子结构8第8页第8页空气空气 水水 磷脂分子在空气磷脂分子在空气-水界面上如何排布？水界面上如何排布？脂单分子层脂单分子层=2=2推测：脂质分子必定排列为连续两层推测：脂质分子必定排列为连续两层 9第9页第9页 讨论：细胞膜两侧都有水环境存在，同窗们想象讨论：细胞膜两侧都
4、有水环境存在，同窗们想象一下在这样环境中，磷脂分子在细胞膜中也许是一下在这样环境中，磷脂分子在细胞膜中也许是如何排布呢？如何排布呢？10第10页第10页试验证据：（四）（四）19591959年，罗伯特森年，罗伯特森 电镜下电镜下 “蛋白质蛋白质-脂质脂质-蛋白质蛋白质”三层统一结构模式三层统一结构模式图图蛋白质蛋白质脂质单位膜模型蛋白质电子密度高，在电镜下蛋白质电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子电子密度低，显暗色；磷脂分子电子密度低，显亮色。显亮色。11第11页第11页所有生物膜所有生物膜都是都是由由蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质三层结构三层结构构成，并且它认为生物膜是构成，并且它认为生物
5、膜是静止静止不动不动。No2:No2:单位膜结构模型：单位膜结构模型：12第12页第12页单位膜模型无法解释现象单位膜模型无法解释现象单位膜模型无法解释现象单位膜模型无法解释现象13第13页第13页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在细胞膜上存在三种方式概括：三种方式概括：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分布是蛋白质在膜中分布是不对称不对称14第14页第14页材料5时间：1970年 试验：将人和鼠细胞膜蛋白质用不同荧光染料标识后融合15第15页第15页 3 3、细胞膜结构特点探究？、细胞膜
6、结构特点探究？细胞膜蛋白含有流动性细胞膜蛋白含有流动性16第16页第16页 资料资料6 6：时时 间：间：19721972年年 人人 物：物：桑格和尼克森桑格和尼克森 大胆推测：大胆推测：流动镶嵌模型流动镶嵌模型1.1.生物膜基本支架是什么？生物膜基本支架是什么？2.2.蛋白质分子有哪几种存在状态？蛋白质分子有哪几种存在状态？3.3.膜分子是静止还是运动？膜分子是静止还是运动？17第17页第17页小资料小资料磷脂分子运动磷脂分子运动细细胞胞膜膜含含有有流流动动性性蛋白质分子运动蛋白质分子运动 蛋白质分子可进行蛋白质分子可进行横向或旋转横向或旋转运动运动19第19页第19页细胞膜流动性与温度相关
7、细胞膜流动性与温度相关这种运动从物理学角度分析，实质是一个这种运动从物理学角度分析，实质是一个热热运动运动 当温度适当升高时，细胞膜流动性加强当温度适当升高时，细胞膜流动性加强 反之，细胞膜流动性削弱反之，细胞膜流动性削弱 20第20页第20页流动镶嵌模型21第21页第21页在膜外表面，有一层由细胞膜蛋白质和糖类结合形成糖蛋白，叫做糖被。作用：保护和润滑与细胞表面辨认有密切关系利用糖蛋白来分辨细胞膜内外22第22页第22页思考：思考：流动镶嵌模型与蛋白质流动镶嵌模型与蛋白质脂质脂质蛋白质三蛋白质三层结构模型有何异同？层结构模型有何异同？23第23页第23页相同点：相同点：主要物质都是脂质和蛋白
8、质。主要物质都是脂质和蛋白质。不同点：1 1、流动镶嵌模型认为蛋白质分布是、流动镶嵌模型认为蛋白质分布是不均匀不均匀 三层模型认为蛋白质三层模型认为蛋白质均匀均匀分布在脂双层两侧分布在脂双层两侧 2 2、流动镶嵌模型强调构成膜分子是、流动镶嵌模型强调构成膜分子是运动运动 三层结构模型认为生物膜是三层结构模型认为生物膜是静止静止结构结构 24第24页第24页概念图概念图生物膜生物膜结构特点结构特点功效特点功效特点结构构成结构构成结构探究历程结构探究历程决定决定 流动性流动性选择透过性选择透过性磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子25第25页第25页 时间时间科学家科学家科学试验假说假说1
9、919世纪世纪末末欧文顿欧文顿用用500各种物质对植物细胞进行各种物质对植物细胞进行上万次通透性试验，发觉脂质上万次通透性试验，发觉脂质更容易通过细胞膜更容易通过细胞膜膜是由脂质构膜是由脂质构成成1925年年两位荷兰两位荷兰科学家科学家从细胞膜中提取脂质，铺成单从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜层分子，面积是细胞膜2 2倍倍细胞膜中脂质细胞膜中脂质为连续两层为连续两层1959年年罗伯特森罗伯特森在电镜下看到细胞膜由在电镜下看到细胞膜由“蛋白蛋白质质脂质脂质蛋白质蛋白质”三层结构三层结构构成构成生物膜为三层生物膜为三层静态统一结构静态统一结构1970年年弗雷和埃弗雷和埃迪登迪登分别用绿色和红色荧光染料标分别用绿色和红色荧光染料标识两种细胞蛋白质，并将两细识两种细胞蛋白质，并将两细胞融合，发觉荧光均匀胞融合，发觉荧光均匀细胞膜含有流细胞膜含有流动性动性1972年年桑格和尼桑格和尼克森克森在新观测和试验证据基础上在新观测和试验证据基础上提出流动镶嵌提出流动镶嵌模型模型 生物膜结构摸索历程生物膜结构摸索历程26第26页第26页
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