生物膜的流动镶嵌模型

生物膜的流动镶嵌模型,一、对生物膜结构的探索历程,1.对生物膜成分的探索脂质和蛋白质,欧文顿实验,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上万次实验发现：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。,对欧文顿假设的验证,20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞提取出来。,化学分析表明，膜的主要成分是由脂质和蛋白质,得出结论：,细胞膜中还含有蛋白质,根据相似相溶原理，提出假设：,膜是由脂质组成的,E.Overton的推测：,细胞膜中含脂质。,3.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式（一）,罗伯特森的实验和模型,1959年，罗伯特森用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗亮暗的三层结构,生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构,提出假说：,缺陷：不能解释细胞膜的流动性，如变形虫的变形运动。,3.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式（二）,细胞冰冻蚀刻实验,蛋白质镶在、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,镶,嵌入,横跨,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的蛋白颗粒。,2.对生物膜结构的探索磷脂双分子层,荷兰科学家的实验,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。,膜中脂质分子排列为连续两层,结论：,膜中磷脂分子怎样排成两层呢？请画图,对生物膜结构的探索历程,磷脂分子的结构及性质：,胆碱,磷酸,甘油,脂肪酸,小资料,磷脂分子的“头部”亲水，所以在水空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。,亲水头部,疏水尾部,对生物膜结构的探索历程,3、细胞膜中的两层磷脂分子是怎样排布的呢？进行小组讨论后，请在纸上画出你认为最有可能的排布方式。,提示：细胞内外均为液体环境。,4若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，静置铺展后，分布模式应是,4.新技术带来新模型（一）,人-鼠细胞融合实验（荧光标记实验),细胞膜上的蛋白质具有流动性,结论：,这一实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性,3.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜具有一定的流动性（结构特点）,侧向扩散,旋转,摆动,翻转,旋转异构,伸缩震荡,4.新技术带来新模型（二）,1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,新技术带来新模型,冷冻蚀刻技术发现，膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层中。,部分嵌入,贯穿膜的蛋白质,镶在膜表面的蛋白质,全部嵌入,小结,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；1925年，两位荷兰科学家将红细胞膜的脂质铺展成单层分子发现此时的面积是原膜表面积的两倍，提出了1959年罗伯特森提出的“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,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,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）,二、流动镶嵌模型的基本内容,磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性。,-膜的基本支架,【典型例题】,在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是()A.两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质B.两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C.两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架D.两种模型都认为组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动,A,【典型例题】,根据下图，分析有关该细胞结构的叙述错误的是（）,A.上图可表示细胞膜等各种膜结构B.细胞间的识别与图中的e结构有关C.该细胞结构的结构特点是具有一定的流动性D.该细胞结构的最基本部分是脂双层，磷脂的a亲脂，c亲水,A,三、生物膜的基本特点,结构特点：功能特点：,具有一定流动性,选择透过性,生物膜,结构特点,功能特点,结构探究历程,决定,流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,结构组成,【典型例题】,下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，正确的是()A.流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质都是可以运动的B.选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性C.白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有一定的选择透过性D.不具有流动性的细胞膜一定不具有选择透过性,D,点拨：白细胞吞噬某些细菌，说明了细胞膜具有流动性,一、对生物膜结构的探索历程1.细胞膜的成分欧文顿的实验：细胞膜含有脂质其他科学家的实验：细胞膜含有蛋白质2.细胞膜的结构荷兰科学家的实验：细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为连续的双分子层；罗伯特森的实验：生物膜为三层统一的静态结构；荧光